можно ли ибп подключать к генератору
Совместная работа генератора и ИБП
Работоспособность системы Генератор — ИБП
В данной статье кратко рассматриваются общие, принципиальные вопросы взаимодействия и работоспособности генератора (любого — бензинового, дизельного, газового) и любого ИБП, без относительно его структуры (On-Line или Line-Interactiv).
Основная проблема совместной работы ИБП с генератором — частота. Это проблема, в общем-то, не ИБП, а генератора.
Суть проблемы: генератор выдает на выход напряжение с определенной амплитудой и частотой.
К амплитуде напряжения с генератора, которое является входным для ИБП, как правило, вопросов не возникает.
Все ИБП структуры Line-Interactiv имеют автоматические ступенчатые стабилизаторы и в диапазоне 170-270 вольт (в среднем) работают стабильно.
ИБП структуры On-Line в указанном диапазоне также не испытывают никаких проблем с амплитудой от генератора.
А вот с входной частотой ИБП любой структуры ведут себя одинаково – не «нравится» ИБП частота от генератора – ИБП переходит в режим работы от батарей.
Распространенная ситуация – генератор работает, напряжение в норме, а ИБП либо просто работает от батарей, либо периодически “сваливается” на батареи, а через несколько секунд возвращается на входную (генераторную) сеть.
Если ИБП постоянно работает от батарей при включенном генераторе, значит частота с генератора выходит за допустимый диапазон.
Но ИБП реагирует не только (и не столько) на выход частоты генератора за приемлемый для ИБП диапазон.
ИБП, любому, очень не нравится резкое, скачкообразное изменение частоты, т. к. цепи измерения и контроля входной частоты ИБП не могут так же мгновенно оценить и синхронизировать работу ИБП. То есть, если частота с генератора, к примеру, 52 Гц, что приемлемо для любого ИБП, ИБП работает от напряжения генератора. Всё хорошо. Потом частота с генератора очень резко и быстро, по любой причине, мгновенно, скачкообразно, изменяется, к примеру, с 52 Гц на 49 Гц, что тоже вполне допустимо, но, именно мгновенное изменение частоты, ИБП воспринимает как сбой входного (генераторного) напряжения по частоте и переходит на батареи. Через какое-то время (обычно — очень короткое), ИБП, измерив частоту генераторного напряжения и “увидев” 49 Гц, возвращается на работу от входного напряжения. И т.д. ИБП постоянно “болтается” между входным генераторным напряжением и батареями.
Исходя из вышеизложенного — вопросы к генератору.
1. Влияние нагрузки на частоту генератора.
Маломощные генераторы, как правило, ведут себя следующим образом:
Вывод: Для корректной работы системы Генератор-ИБП необходимо исключить влияние величины нагрузки на частоту генератора. Исключить это влияние возможно только применением генератора большой мощности.
Именно поэтому, среди специалистов существует негласное правило, что для корректной работы ИБП с генератором мощность генератора должна быть минимум в 3-4 раза больше мощности ИБП, читай – больше мощности нагрузки.
2. Регулировка генератором частоты.
Маломощные и дешевые генераторы, как правило имеют механическую, в лучшем случае, электромеханическую, систему регулировки частоты, при работе которой частота с генератора изменяется скачкообразно, резко. Это ИБП и не нравится.
Поэтому еще одно требование к генератору – наличие мощной и качественной, электронной, системы плавной регулировки частоты.
Источники бесперебойного питания и генераторы: вместе или порознь?
Источники бесперебойного питания и дизель-генераторные установки (ДГУ) решают похожие задачи и в некоторых случаях взаимозаменяемы. Оба типа оборудования обеспечивают резервное питание в случае потери основного, но делают это по-разному. Нужно ли использовать ИБП как дополнение к ДГУ?
Почему возникает необходимость одновременного использования ИБП и ДГУ
Когда прекращается подача основного питания, включается ДГУ, однако ему потребуется 10–15 секунд, чтобы запуститься и начать работу в штатном режиме. Это неприемлемо для серверного и другого IT-оборудования, от которого зависит жизнеобеспечение офиса или всей компании. Вторая проблема заключается в том, что при включении генератора нарушается стабильность частоты электропитания. Отклонения приводят к ошибкам в работе и даже повреждению оборудования, потере данных, системным сбоям. В обоих случаях использование ИБП в комбинации с ДГУ помогает избежать проблем, которые снижают качество и надежность электропитания, а генератор получает достаточное время для запуска.
ДГУ и ИБП: примеры совместного и отдельного использования
Мы уже говорили о том, как выбрать ДГУ для дата-центра.Здесь рассмотрим последствия совместного и отдельного использования генераторов и ИБП на трех реальных примерах.
Пример 1: только генератор
Когда пропадает питание, отключается нагрузка – соответственно, серверное, медицинское, промышленное и другое оборудование вынужденно останавливается. ДГУ требуется несколько секунд на то, чтобы включиться, прогреться, выйти на нужное количество оборотов в единицу времени. Только после этого подключается нагрузка. В зависимости от модели ДГУ запуск длится от 10 секунд до нескольких минут. В это время питание на нагрузке отсутствует.
Пример 2: генератор и ИБП
Когда пропадает основное питание, нагрузка не прерывается, так как переходит на питание от аккумуляторных батарей. Параллельно запускается ДГУ, срабатывает автоматическое включение резервного питания и оборудования (АВР). ИБП переходит в режим питания от ДГУ, при этом происходит переключение режима с «Battery» на «Normal». Когда появляется основное питание, АВР переключает на него и отключает дизель-генераторную установку. В такой ситуации нагрузка не отключается, а критически важное оборудование работает без остановки.
Пример 3: только ИБП
Когда пропадает основное питание, ИБП переходит на работу от батарей без перерыва подачи питания. После восстановления ИБП по аналогичному принципу переключается в нормальный режим работы. В этой ситуации нагрузка не отключается.
Какие ИБП используются для обеспечения бесперебойного питания
ИБП можно условно разделить на три категории: Off-line (инверторы), Line-Interactive и On-line. Рассмотрим, чем они отличаются в контексте обеспечения бесперебойного питания в паре с генератором или без него.
Off-line при отключении основного питания включаются в течение 10–20 мс. Этого достаточно, чтобы заметить мигание индикатора освещения, но во многих типах оборудования подобное не приводит к временной остановке. Такой тип питания в маломощном исполнении подходит для некритичных нагрузок: мониторов, офисных ноутбуков, принтеров, другой оргтехники. Мощные ИБП вида Off-line (они же инверторы) автоматически дают питание от аккумуляторов, а при восстановлении основного питания переходят в режим заряда аккумуляторных батарей и параллельно питают нагрузку.
Line-Interactive представляет собой улучшенный вариант Off-line, дополненный стабилизатором напряжения и фильтром помех. Принцип работы и сфера применения – аналогичные.
On-line обеспечивает нагрузку самым качественным питанием за счет системы двойного преобразования. Вначале ИБП преобразует переменный ток в постоянный, а уже инвертор превращает постоянный ток в переменный. Но самое важное – нулевое время, которое требуется для переключения на аккумуляторные батареи в случае прекращения подачи основного питания. Оборудование не сможет идентифицировать момент переключения и продолжит работать в штатном режиме. Соответственно, ИБП типа On-line подходят для тех предприятий, где остановка оборудования даже на доли секунды может оказаться критичной. Например, использование On-line систем – принципиальное условие для питания газовых котлов отопления без функции автоматического запуска.
Когда использовать генератор и ИБП отдельно друг от друга
Возникает закономерный вопрос: значит, в системе резервного питания можно обойтись без ДГУ? В теории – да. Но только в тех условиях работы, где нулевая или допустимо низкая вероятность отключения основного питания на длительное время. Это связано с тем, что для продолжительной работы ИБП от батарей потребуется большое количество аккумуляторных элементов.
Еще одна причина использования ИБП в связке с ДГУ – защита от проблем с питанием. Генератор не решает эту проблему, потому источник бесперебойного питания становится дополнительным щитом для оборудования, у которого секундное прекращение подачи питания станет серьезной проблемой (вплоть до выхода из строя).
Как насчет подключения только ИБП, без ДГУ? Эта схема имеет право на жизнь, но у нее тоже есть недостатки. Необходимо будет установить большой массив аккумуляторных батарей, где их суммарная емкость зависит от мощности и желаемого времени автономной работы. Но тогда возникают такие проблемы: высокая цена ИБП, большой вес и объем АКБ, потребность в специальном помещении для их размещения. Если польза от установки такой системы перекрывает затраты, можно смело использовать ее для защиты от перебоев с питанием критически важного оборудования – в ЦОД, медицинских центрах и т. п.
Подключение генератора и ИБП
Итак, вы решили использовать ИБП в связке с ДГУ, чтобы обеспечить стабильное и качественное резервное питание. Самый простой способ их соединения в единую систему – через АВР. Некоторые модели ИБП поддерживают функцию «ONGenerator», при которой уменьшается величина зарядного тока аккумуляторных батарей при работе от генератора. Соответственно, нагрузка на генератор уменьшится.
Выбирая ИБП для работы в комплекте с ДГУ, нужно обращать внимание на соответствие номиналов. Недопустимо использовать генератор и ИБП с одинаковыми номиналами по двум причинам. Первая: КПД источника бесперебойного питания всегда ниже 100 %. Вторая: генераторы включаются в работу ступенчато, а чувствительное к помехам в сети оборудование требует плавного переключения. В общем случае специалисты рекомендуют придерживаться такого правила: номинальная мощность генератора должна быть в полтора раза выше номинальной мощности ИБП. Еще немного потребуется увеличить мощность генератора, работающего на газовом топливе.
Использование ИБП совместно с электрогенератором: как и зачем это делать
Содержание
Содержание
Аварийное отключение электроэнергии — нередкое событие. Сети перегружены, а подстанции не остывают даже по ночам. Для кого-то это романтика со свечами, а для других — критическая ситуация. Например, для медицинских учреждений, где любой скачок энергии может испортить оборудование и стать угрозой для жизни человека. Чтобы исключить возможные казусы, организации дублируют сеть с помощью электрогенераторов. Но для этого им приходится использовать источники бесперебойного питания. Какие и почему — разбираемся.
Обычный человек может кое-как существовать без электричества. Придется забыть о холодильнике, интернете и других прелестях современной жизни. Это неудобно и непривычно, но не вопрос жизни и смерти. Если без энергии останутся крупные организации, банки и магазины, то конец света начнется раньше срока. Достаточно на пару дней оставить супермаркет без электричества — и пиши пропало: большая часть продовольствия отправится на свалку, а жители ближайших районов останутся без свежих продуктов. Страшно представить, что будет, если без электричества останутся поликлиники и больницы с их сложной техникой, от которой зависят жизни пациентов.
Тогда счет идет не на дни или часы, даже не на минуты — всего несколько секунд без 220 В могут оказаться фатальными. Поэтому некоторые учреждения используют собственные подстанции или подводят дополнительные питающие линии с других направлений. Но не у всех есть возможность использовать «выделенку», поэтому приходится выходить из положения с помощью резервных систем. Например, использовать генератор.
Без него как без рук
Электрогенератор — это миниэлектростанция, которая работает на жидком топливе. В отличие от настоящих станций, которые вырабатывают электричество с помощью огромных турбин, гражданские трудяги используют для этого генераторы, похожие на автомобильные. Естественно, такая система не аккумулирует электричество, а выдает по факту. Поэтому для того, чтобы на выходе ДГУ появился устойчивый синус, необходимо дождаться выхода установки на рабочие обороты.
Время запуска зависит от многих факторов. На это влияет мощность катушек, а также тип двигателя, который приводит в движение систему генерации энергии. Например, домашние установки, выдающие до 10 кВт мощности, готовы к труду и обороне практически сразу после запуска. Зато промышленным генераторам мощностью от 100 кВт и выше требуется больше времени для старта. Такие станции могут разгоняться до рабочего состояния по 20-30 секунд, учитывая, что автоматика сама запускает двигатель при отсутствии сигнала с внешних линий.
Некоторые системы не умеют отслеживать напряжение в сети, поэтому их скорость реакции в экстренной ситуации будет снижена. Прибавим к этому время на заправку, назло заклинивший стартер — и 10-15 минут без электричества гарантированы. В некоторых ситуациях это некритично: «и пусть весь мир подождет». Но в большинстве случаев владельцы полагаются на станции и ожидают молниеносной реакции при нуле в розетках.
Чтобы заполнить промежуток между пропажей электричества и началом генерации собственной энергии, применяются источники бесперебойного питания.
ИБП плюс ДГУ
Современная техника достаточно подготовлена для работы в нестабильных условиях. Например, компьютерный блок питания способен функционировать в пределах 180-270 В. При этом конденсаторы блока питания накапливают достаточно энергии для того, чтобы компьютер не выключался при кратковременных скачках электричества. Но от полного отключения света конденсаторы не спасают. Поэтому для бесшовного перехода на питание от генератора приходится использовать специальные устройства.
Источники бесперебойного питания, APC или просто «бесперебойники» тоже являются генераторами электричества. Только в качестве топлива они используют не бензин или солярку, а аккумуляторы и накопленный в них заряд. Это их главное преимущество — при отключении электроэнергии ИБП просто переходит на работу от внутренней батареи. Время переключения составляет несколько миллисекунд. Этого достаточно, чтобы обеспечить непрерывную работу компьютера. Обычный офисный бесперебойник способен выдержать до 10–20 минут в режиме питания от аккумулятора. Поэтому каждый компьютер с ИБП «безболезненно» дожидается запуска генератора. То же самое происходит и с остальной техникой, чувствительной к перепадам напряжения: роутеры, модемы, серверы.
Запас прочности
Казалось бы, ток, протекающий через связку «компьютерный БП — бесперебойник — генератор», должен быть идеальным, но на деле все оказывается печально. Хотя бы потому, что непродуманная система питания будет все время напоминать о себе вечным «пик-пик» от бесперебойника.
Генератор выдает ток определенной частоты. Она может варьироваться в допустимых пределах, что регламентировано производителем и допускается большинством потребительских электроприборов. Только ИБП щепетильно относится к этому показателю и готов откликнуться даже на самые незаметные колебания своевременным переключением на батареи. В результате пользователь получает постоянно клацающий и пищащий ИБП при исправных 220 В в розетке, а позже — и нервный тик.
Чаще всего это происходит из-за недостаточной мощности генератора. В холостой нагрузке маломощные установки подают ток с завышенной частотой. Электрический чайник этого не замечает, зато ИБП считает частоту сети 55-56 Гц небезопасной для работы техники и автоматически переключается на работу от батарей. То же самое происходит при падении частоты ниже допустимого. По мнению бесперебойника, ток с частотой 49 Гц — это веская причина снова переключиться на аккумулятор.
Поэтому рекомендуется подбирать питание, исходя из максимальной мощности сети. Золотое правило — генератор должен быть в три раза мощнее потребителя. Необходимо найти суммарную мощность всей сети и умножить полученную цифру на три. Допустим, генератор должен обеспечить энергией пять офисных компьютеров по 200 Вт, две лампы освещения по 100 Вт и различную периферию с суммарным потреблением в 200 Вт. Итого — 1,4 кВт. Значит, в соответствии с золотым правилом, генератор должен выдавать как минимум 3-4 кВт.
Лайн или онлайн
Выбирая систему резервного питания, нужно учитывать не только суммарную мощность сети, но и тип потребителей. Сценарий с офисом — это примитивный вариант. Как правило, компьютерные БП хорошо справляются с колебаниями частоты и амплитуды тока, то же самое касается и остальной офисной электроники. Другое дело — техника, чувствительная к перепадам напряжения. Например, автоматические газовые котлы.
Они мгновенно реагируют на кратковременные изменения в сети и отключаются при малейшем скачке напряжения. Лучше не думать, к чему приведет отключение отопления зимой, когда все находятся на работе. Поэтому грамотные специалисты учитывают специфику настраиваемой сети и подбирают резервное питание индивидуально по группам: Off-line, Line-Interactive и On-line.
ИБП категории Off-line отличаются упрощенной схемой работы. Это распространенные бесперебойники, которые используются в паре с домашними или офисными компьютерами, принтерами, ноутбуками. Время переключения такого ИБП с сетевого напряжения на питание от аккумулятора составляет 10–20 мс. Этого достаточно, чтобы техника не успела отключиться во время перепада напряжения или прекращения подачи электроэнергии. ИБП типа Off-line не имеют встроенной защиты от помех, а также стабилизатора напряжения.
Устройства серии Line-Interactive отличаются наличием «ума» в конструкции ИБП. Они работают по тому же принципу, что и Off-line, но умеют стабилизировать и фильтровать напряжение. При нестабильном входящем токе такой бесперебойник будет частично гасить колебания тока, хотя от сильных скачков частоты он не защищает.
Продвинутый тип источников питания — On-line. Эти ИБП работают по принципу двойного преобразования. Для этого система преобразует входящий переменный ток в постоянный, фильтрует и стабилизирует его, а затем преобразует в переменный. После чего на выходе из бортовых розеток техника получает чистый синус. Это важно, если бесперебойник работает в паре с генератором, который не способен плавно регулировать напряжение. Вторая ключевая характеристика этих ИБП — нулевое время переключения. Устройства On-line переключаются между источниками питания мгновенно — то, что нужно котлам, процессорным системам управления, дата-центрам, серверам.
Нет генератора — нет проблем?
Резонно задать вопрос — зачем использовать сложную систему и дублировать генератор с помощью ИБП, если можно сразу организовать мощную систему бесперебойного питания на аккумуляторах? Ответ в вопросе — ключевое слово «мощную». Бензиновый генератор мощностью 3 кВт способен проработать на полном баке до 10 часов. При этом он будет работать и дольше, если позаботиться о дополнительных канистрах с топливом. Что случится с бесперебойником после исчерпания заряда аккумулятора? Он отключится и будет дожидаться электричества, чтобы восполнить запас энергии.
Конечно, можно построить ИБП размером с комнату: установить несколько мощных каскадов преобразователей, заполнить квадратные метры десятками аккумуляторов и наслаждаться непрерывной работой резервного питания в течение нескольких часов. Как правило, такие системы выдают ровный и пригодный для сложной техники ток. Но это дорого и почти всегда экономически невыгодно. Поэтому комнаты-аккумуляторы используют в больницах и там, где надежность преобладает над выгодой.
Для частных случаев генератор и ИБП — незаменимые товарищи. Тем более их работу можно автоматизировать и закольцевать: ИБП посылает сигнал на запуск генератора, заряжается, глушит двигатель. И так далее по кругу.
Совместная работа генератора и ИБП
Суть проблемы: генератор выдает на выход напряжение с определенной амплитудой и частотой.
К амплитуде напряжения с генератора, которое является входным для ИБП, как правило, вопросов не возникает.
Все ИБП структуры Line-Interactiv имеют автоматические ступенчатые стабилизаторы и в диапазоне 170-270 вольт (в среднем) работают стабильно.
ИБП структуры On-Line в указанном диапазоне также не испытывают никаких проблем с амплитудой от генератора.
А вот с входной частотой ИБП любой структуры ведут себя одинаково – не «нравится» ИБП частота от генератора – ИБП переходит в режим работы от батарей.
Распространенная ситуация – генератор работает, напряжение в норме, а ИБП либо просто работает от батарей, либо периодически “сваливается” на батареи, а через несколько секунд возвращается на входную (генераторную) сеть.
Если ИБП постоянно работает от батарей при включенном генераторе, значит частота с генератора выходит за допустимый диапазон.
Но ИБП реагирует не только (и не столько) на выход частоты генератора за приемлемый для ИБП диапазон.
1. Влияние нагрузки на частоту генератора.
Маломощные генераторы, как правило, ведут себя следующим образом:
Вывод: Для корректной работы системы Генератор-ИБП необходимо исключить влияние величины нагрузки на частоту генератора. Исключить это влияние возможно только применением генератора большой мощности.
Именно поэтому, среди специалистов существует негласное правило, что для корректной работы ИБП с генератором мощность генератора должна быть минимум в 3-4 раза больше мощности ИБП, читай – больше мощности нагрузки.
2. Регулировка генератором частоты.
Маломощные и дешевые генераторы, как правило имеют механическую, в лучшем случае, электромеханическую, систему регулировки частоты, при работе которой частота с генератора изменяется скачкообразно, резко. Это ИБП и не нравится.
Поэтому еще одно требование к генератору – наличие мощной и качественной, электронной, системы плавной регулировки частоты.
Бензогенератор и бесперебойник APC. Всё не так просто, как кажется.
На прошлой неделе всемогущие повелители электричества вырубили свет в офисе на целый день. Народ было обрадовался, что рабочий день закончился не успев начаться, однако ликование прекратилось после появления бензогенератора.
Суровые мужчины завели это хозяйство и электричество вновь посетило стены офиса. Но счастье было не долгим, вернее не полным, а еще точнее избирательным. Бесперебойник в серверной упорно пищал, явно давай понять, что подсунутое «нечто» под видом электричества, ему совсем не нравится и работать на этом он не согласен.
Почему бесперебойник не хочет работать от бензогенератора
Другими словами, при включении генератора, электричество в сети присутствует, вся «бытовуха» работает отлично, а UPS продолжают жалобно пищать, жалуясь на отсутствие этого самого напряжения (в конечном счёте, выключились).
Вообще, пока копался в сети, удалось выяснить что существует три типа ИБП (источников бесперебойного питания): офф-лайн, интерактив и он-лайн. Самым продвинутым считается он-лайн, но и стоят они существенно дороже. В таких бесперебойниках реализована схема с двойным преобразованием напряжения.
На первом этапе выпрямляется входное напряжение. После этого выпрямленное напряжение питает батарею и одновременно подается на инвертор, который выполняет преобразование постоянного тока в переменный. Этот преобразованный ток идет на выход ИБП.
Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.
Комментариев: 12
это свезло что не спалили бесперебойник, вроде нейтраль да нейтраль(ноль, нуль) а с разных веток приходящая может иметь разность потенциалов порядка киловольтов.
Про генераторы тоже справедлива фраза чем дороже тем лучше, либо дешевый китай, который за пол часа спалит обмотки генератора, да еще и импульсной помехой сожжет все на чем высохли блокировочные конденсаторы. Либо нечто путевое по цене отечественного автопрома, но с гладким синусом и 24-7 бесперебойной работой(ток горючку подливай).
не факт, что проблема была в заземлении, недавно был точно такой же мозговой штурм «почему ИБП не хочет работать от генератора», проблема оказалась в оборотах двигателя, подрегулировали и выставили частоту 50гц и всё заработало. Потом несколько раз проэкспериментировали: чуть больше 51,5гц и ИБП отключает входное напряжение. В нашем случае земля была изначально и не отключалась в процессе.
Нет достаточной стабилизации напряжения и частоты. Сделай мощный мост Чебышева и все заработает. В мостике не забудь катушку намотать на любой ферромагнетик (хотя-бы с М200-1000)
Владимир, дело в нестабильности частоты. Стабы тут не помогли. Разве что инверторные, но их цена взлетела бы в космос
Взял первый попавшийся ИБП и смотрю характеристики:
-Входное напряжение 170 — 300 В
-Частота входного напряжения 47 — 63 Гц
-Частота входного напряжения автоопределение
Так что плавание напряжения и частоты генератора (в разумных пределах) вряд ли могут быть причиной плохой работы ИБП. А вот заземление может, я верю автору, и проблема может быть вызвана банальными помехами, наводками так называемым электрическим шумом. Ведь кругом электроника, а она очень не любит электрических наводок.
бесперебойнику плевать на заземление генератора. А вот то, что обороты чуток плавают, и плавает частота, уже запросто может не нравиться бесперебойнику.
Редкостный бред! Нормальный ИБП не работает с корявым входным напряжением (ему нужна синусоида в 50Гц и амплитудой 220-240в), а остальное отсекает, что бы не испортить технику. А генератор имеет на выходе прямоугольный сигнал с той-же частотой.
Денис, Вот то что генератор имеет прямоугольный сигнал это точно БРЕД.