Качественное и надёжное электроснабжение дома

                    

                   

К сожалению, реалии, особенно при удалении от городских центров, в части электроснабжения предоставляет электропитание весьма посредственного качества. Это выражается в отклонениях параметров сети от норм, а именно, либо в пониженном (менее 220В), либо повышенном (свыше 240В) напряжении, а также скачках напряжения и т.п.. Основная причина – слишком протяжённые и перегруженные потребительские сети 0,4 кВ и заниженное сечение проводов магистральных распределительных сетей. Нередки длительные и частые отключения, по нормам отключение для электроприёмников 3 категории, к которой относятся и жилые дома, может составлять до 1 суток. Также качество электроснабжения определяет такой параметр как частота и помехи в сети. Всё вышеперечисленное, в конечном итоге, и составляет то, что называется качеством электроэнергии. Это напрямую влияет на работу электрических и электронных устройств, как пример: для электродвигателей компрессоров кондиционеров понижение напряжения сильно сказывается на ресурсе. А также косвенно на психофизическом состояние человека (моргание освещения или отключение электропитания мало кого может оставить равнодушным). Поэтому, почти всегда, в той или иной степени, перед жителем  частного дома, особенно, чем  дальше от цивилизации, встаёт вопрос о приведении параметров электрической сети к удовлетворительным параметрам. И если нет возможности протянуть собственный кабель до трансформаторной подстанции либо установить собственную, то решить проблемы позволяют следующие устройства: стабилизатор, генератор и бесперебойник, а лучше наличие всех их в системе электроснабжения.

1. Стабилизатор.

Допустимое отклонение напряжения от нормы составляет до 10% (в Европе 5%), т.е. оно должно быть в пределах 200-240В. Но это не главное, более всего влияет на качество электропитания такой показатель как «петля «фаза-ноль»». Нормируемая величина здесь 5%. Физическое значение этого, упрощённо, выражается в величине падения напряжения в сети при подключении мощности нагрузки в цепь (чем больше нагрузка, тем большее падение напряжения). Этот показатель зависит от толщины проводов/кабелей питающей сети и удаленности от подстанции. К слову, длина линии 0,4 кВ не должна превышать 400 метров. И в норме при включении нагрузок коттеджа  мощностью 6-8 кВт напряжение с 230В должно упасть до 220В. Но такое встречается крайне редко. А чаще бывает, что сосед, более ближайший по линии электропередач к трансформаторной подстанции, включает мощную нагрузку (электрическую сауну или электрический духовой шкаф, а иногда и всё вместе, плюс ещё стиральную машинку и электрочайник или утюг) и свет в доме становится  тусклым, могут даже выключиться котлы отопления. А сколько таких соседей может быть на одной линии. Это раньше в домах было всего три лампочки, телевизор и радио и по нормам считалось среднее потребление в 0,5 – 0,8 кВт на домохозяйство. А так как с тех пор никто сети не реконструировал, то вот отсюда все проблемы и растут.

Проблемой является и то, что эксплуатирующие сеть организации, чтобы компенсировать перегрузку, просто увеличивают напряжение до 250В и выше, и от этого сразу страдают те, кто ближе расположен к ТП. А если поблизости находятся промышленные предприятия и производства, то они ещё дополнительно  вносят в электросеть существенные помехи. Характерно, что из-за отсутствия в «первом» мире таких проблем  с качеством сети, то качественного электрооборудования ведущими европейскими производителями, подходящего под нашу действительность, и не выпускается. А у «америки» другой нюанс — стандарт сети напряжение 120В и частота 60 Гц. Поэтому на рынке в основном представлены следующие варианты:

—   китайский электромеханический — на мощность 6кВт стоимостью порядка 15 000 руб., использует древние технологии и принцип. Поэтому вещь по определению не долговечная, но «циферки» на дисплее всегда показывает оптимистические и поэтому, кроме как для морального успокоения, использовать смысла не имеет.

— Вариант по современней – стабилизаторы, с принципом действия основанном на электронном  регулировании, на ту же мощность стоят около 25 000. Выпускаются российскими и китайскими производителями.

— Лучшая из представленных на данный момент на рынке технология — инверторная с помощью двойного    преобразования (на 6 кВт стоит около  60 000). Сначала напряжение преобразуется в постоянное, затем формируется обратно переменное напряжение, но уже со строго соответствующими нормам показателями. Этот вариант удобен ещё тем, что можно совместить стабилизатор и бесперебойник для дома в одном устройстве. Но есть и минусы – КПД инверторного устройства составляет 90 %, т.е., например,  работая с нагрузкой 5 кВт, ещё дополнительно будет потребляться и оплачиваться 0,5 кВт в час. И из-за сложности устройства, новизне и не «массовости» технологии велик процент отказов (по наблюдениям процентов 50, т.е. приходится иногда ремонтировать). Желательно, и это касается также бесперебойника и генератора, сразу предусматривать обходную схему электропитания, чтобы в случае поломки этих устройств не сидеть при наличии напряжения в сети без света.

 

2. Бесперебойник.

Основные потребители — электроприёмники отопления, аварийного и эвакуационного света, охранной и пожарной систем, контроля доступа, видеонаблюдения, автоматических въездных ворот, иногда станции водоснабжения и другие, выделенные для бесперебойного электроснабжения устройства. Основные характеристики – мощность подключённого оборудования и необходимое время резервирования. Так, ориентировочно, 300 Вт на 12 часов  может стоить от 20 000 руб., а 1,3 кВт на 5 часов уже 100 000 руб. Исходя из необходимых параметров, подбирается бесперебойник. Если коротко, то они бывают следующих основных типов:

—  Off-line (с переключением – после пропадания напряжения через 0,2-0,5 с. происходит подключение аккумулятора): самый простой и следовательно дешевый вариант, но имеющий ограничения по мощности до 5 кВт (в основном из за того, что этот вид бесперебойного оборудование разработан под потребности домашнего компьютерного оборудования небольшой мощности).

—  LineInteractive (взаимодействующий с сетью – добавляется функция стабилизации выходного напряжения): имеющий такие же ограничения, как и в первом случае (представленное на рынке оборудование позволяет обеспечить 2-3 кВт на время до 10 часов).

—  On-line (с двойным преобразованием- сначала напряжение преобразуется в постоянное потом обратно) как следствие усложнение оборудования и дороже цена. Но из плюсов стабильное качественное выходное напряжение и наличие оборудования, подходящего для любых мощностей и времени резервирования. Данный вид широко используется в обеспечении бесперебойного электроснабжения серверных и дата центров, поэтому на рынке представлено много моделей разных производителей. Однако надо иметь ввиду что обычные аккумуляторные батареи имеют срок службы 5 лет и затем подлежат замене. А их цена может быть существенной. Существуют гелевые батареи с 10 сроком эксплуатации, они процентов на 20 дороже, но при длительной эксплуатации выходят выгоднее, потому как живя сегодня уже и о будущем надо подумать.

 

3. Генератор.

При его выборе важно точно определится с возлагаемыми на него задачами и на основе этого подобрать вариант с оптимальными параметрами. Как и любая техника, генератор разработан для постоянного использования. А при редких включениях (неважно модель это полностью автоматическая либо с ручным запуском)  начинает давать сбой. Причём, если дешёвый «китайский» уже спустя год простоя завести проблематично, то европейская или американская модель работает безотказно три – пять лет. К этому надо учесть и проблему обязательного технического обслуживания, иногда сложного и дорогостоящего, даже если генератор просто стоит не работая. Поэтому даже дорогие автоматические станции в наших реалиях  без  регулярного обслуживания года через три, а то и раньше, запускаются через раз  и доставляют владельцу дополнительные проблемы.  А ещё есть зима — запуск в холодное время бывает тоже проблематичен и приходится готовить специальное место под генератор, либо покупать станцию с термокожухом и функциями зимнего пуска и постоянного прогрева, либо таскать генератор из  тёплого места на улицу (без специальной вентиляции в помещении с ним сразу угоришь). Также при выборе генератора приходится обычно считаться с уже существующей схемой внутренней проводки дома (если изначально при строительстве не была заложена в электрический проект схема резервного электроснабжения от генератора).

Если ставить генератор на весь дом, то он должен быть соответствующей мощности — 15-30 кВт и потому дорогой. При естественном желании сэкономить и обойтись менее мощным, придётся также смириться и с ограничениями накладываемыми этим – надо контролировать включаемую нагрузку. Чтобы использовать вариант с маломощным генератором (5 – 6 кВт) лучше ещё на этапе проектирования и строительства создать схему электропроводки при которой резервным электроснабжением будет обеспечиваться только выделенные электроприёмники (освещение в необходимом объёме, бытовые розетки для маломощных электропотребителей, котельная, системы обеспечения безопасности, автоматические ворота, холодильники, станция водоснабжения и канализации и др.). Надо также учитывать то, что генератор, особенно дешёвый, может выдавать напряжение несоответствующее норме (например, при изменении мощности нагрузки генератор не сразу регулирует свои выходные параметры и происходит скачок напряжения). Как вариант, инверторные генераторы,  у которых выходные характеристики напряжения более стабильны.

Надо упомянуть ещё об одном виде устройств – которые при отклонении напряжения от номинальных параметров разрывают электрическую сеть. Это самый экономичный вариант как защититься от скачка напряжения. Но в случае решения проблемы с отключениями  электричества придётся устанавливать ещё генератор.

 

Итог

В принципе, все три устройства стабилизатор, генератор и бесперебойник дополняют друг друга и должны работать в комплекте. Исходя из опыта, рекомендуем пять  основных варианта:

— первый – на особо ответственные электроприёмники (котёл, охранно/пожарная сигнализация, видеонаблюдение) ставится бесперебойник. Обычно достаточно 1 кВт с временем  резервирования 5-6 часов. Цена «удовольствия» 50 – 60 тыс. рублей.

— второй – на вводе ставится «понравившийся»  генератор на 5- 6 кВт.  Цена приемлемого по соотношению цена-качество варианта, с установкой, в районе 100 000 рублей. Надо чётко осознавать, что чем дороже модель, тем она надёжней и больше функций в неё заложено для всевозможных ситуаций.

—  третий — на выделенные группы (важно подумать об этом ещё на этапе проектирования). Для этого устанавливается однофазный стабилизатор ( 4,5 — 6 кВт – 40 000 руб). Эти же группы обеспечиваются резервным электроснабжением от генератора ( 6 – 8 кВт с ручным запуском – 70 000 руб, со стартером – 120 000, полностью автоматическая станция – от 200 000 руб). И на электроприёмники требующие полностью бесперебойного питания устанавливается «бесперебойник» (обычно хватает 0,7 – 1 кВт с временем резервирования в зависимости от загрузки 5-12 часов стоимостью 65 000 руб). Итого получается 180 – 250 тыс.рублей.

—  четвёртый — из всех электропотребителей выделяются мощные и, по сути, не требующие резервирования (кондиционеры, станция полива, электроплита и др.). И на оставшиеся ставится бесперебойник типа On-line (он же является и лучшим стабилизатором) и к нему подбирается батарейный блок согласно необходимому времени резервирования. Стоимость такого варианта на мощность 10 кВт, одно либо трёх фазного подключения и время резервирования в обычном бытовом режиме энергопотребления порядка 3 часов составляет 400 000 рублей с общим весом около 600 кг..  При опасениях длительного отключения электроснабжения дополнительно устанавливается генератор как в первом варианте.

—  и последний вариант бескомпромиссный – на вводе на весь дом ставится бесперебойник порядка 30 кВт с выбранным сообразно обстоятельствам временем резервирования (от 400 000 руб.). И при необходимости ещё дополняется генератором на случай совсем уж аварийного и длительного отключения (также ценой от 400 000 рублей).