Стабилизаторы напряжения: как противостоять скачкам напряжения в сети?
Каждый из нас сталкивается повсеместно с таким явлением, как перепады напряжения в электрической сети. В идеальном случае напряжение сети должно иметь значение 220 В, частоту 50 Гц. Государственные отраслевые стандарты допускают колебания напряжения в сети при нормальных условиях ± 5%, предельные колебания – до ± 10% от номинального значения. В реальности эти условия практически никогда не выполняются. И не только потому, что электросети настолько несовершенны и обладают дефектами.
Объективно, напряжение в сети зависит от места расположения потребителя электроэнергии и его удаленности от трансформаторной подстанции. Так можно ожидать превышение напряжения у потребителей, расположенных близко к трансформаторной подстанции. И соответственно недопустимо низким оно будет у весьма удаленных потребителей.
Скачки напряжения в сети
Перепады бывают как сезонными, так и более частыми – суточными. Так повышенное потребление электроэнергии в зимний период приводит к понижению напряжения в сети (порой до 150 В), что в свою очередь ухудшает условия эксплуатации электроприборов и способствует медленному выводу их из строя. Худший из вариантов – аварийная ситуация с обрывом или обгоранием нулевого провода в электрощитовой или на трансформаторной подстанции. Это может привести к резкому увеличению напряжения у потребителей, иногда до 400 В!
Такое напряжение не способно выдержать даже оборудование со встроенной защитой. При этом у потребителей перегорает вся техника, подключенная к сети на момент аварии. Если напряжение слишком низкое – приборы не включаются, если высокое – происходит пробой изоляции, перегорают электронные компоненты на плате, что приводит к выходу прибора из строя. Существует риск возгорания и поражения электрическим током.
И бороться с этой проблемой на уровне распределительных систем электроэнергии не представляется возможным. Так же как и мало кто может рассчитывать на компенсацию материальных и моральных потерь поставщиками электроэнергии при выходе из строя дорогостоящей техники. Особенно чувствительны к перепадам напряжения холодильники, кондиционеры, электроника газовых котлов и другая сложная бытовая техника.
Как защитить бытовую технику
Как правило, «спасение утопающих, дело рук самих утопающих». Таким образом, приходим к выводу о необходимости индивидуальной защиты нашей техники. Устройством, которое может с эти справиться является стабилизатор напряжения. Использование стабилизаторов напряжения выравнивает напряжение до нужных параметров, делает ее стабильной.
При подключении к электрической сети этот прибор на выходе дает стабильное напряжение 220 В для однофазных сетей и 380 В для трехфазных. Вся бытовая техника чаще всего рассчитана на однофазный ток, однако, если в помещении есть хотя бы один трехфазный прибор, то понадобится трехфазный стабилизатор. Для выбора стабилизатора, принимаем по умолчанию, что нам для установки нужен однофазный стабилизатор.
Стабилизатор, как правило, работает в определенном диапазоне напряжения (от 160 В до 260 В, некоторые стабилизаторы – от 130 В до 285 В), в а этих пределах выводит стабильные 220 В на выходе. В случае, если напряжение выходит за эти установленные границы, стабилизатор отключится и питание на подключенную бытовую технику подаваться не будет.
Типы стабилизаторов напряжения
Как выбрать стабилизатор напряжения?
Для решения поставленной задачи необходимо определить несколько аспектов, а именно:
- что является объектом защиты, с точки зрения потребляемой мощности;
- требования к предельно допустимым перепадам напряжения по каждому электроприбору;
- быстродействие стабилизатора;
- колебания напряжения в сети;
- допустимый бюджет для установки стабилизатора.
Самая распространенная ошибка при выборе стабилизатора – это выбор по цене или дизайну. Конечно, эти характеристики являются немаловажными, однако не могут быть определяющими.
При вводе в эксплуатацию жилых или офисных помещений, либо при ремонте этих помещений, представляется возможным установить стабилизатор напряжения для всего объекта – стационарный. Такие стабилизаторы изначально не могут конкурировать с переносными стабилизаторами в цене. Стационарные стабилизаторы, как правило, более дорогостоящие, так как рассчитаны на более высокие мощности, однако позволяют защитить все электроприборы жилого помещения или офиса. Устанавливаются такие стабилизаторы в непосредственной близости с распределительным щитком, после счетчика электроэнергии.
При невозможности установки стационарного стабилизатора, либо экономической нецелесообразности, можно воспользоваться переносным стабилизатором для защиты одного или нескольких электроприборов.
При выборе стационарного стабилизатора напряжения, предназначенного для защиты всего оборудования офиса или квартиры, необходимо определить суммарную мощность сети. При элементарном суммировании мощностей, необходимо помнить о том, что необязательно все приборы работают одновременно. Т.е. коэффициент одновременности действия будет «понижающим» фактором. Однако стабилизаторы следует выбирать с запасом до 30%, для учета пусковых токов и возможности перспективного увеличения нагрузки на электрическую сеть.
Итак, к примеру, если мощность одновременно работающих приборов составляет 6 кВт, то стабилизатор нужен на 8 кВт, при условии колебаний напряжения в сети в пределах 220 В ± 10%. При более значительных скачках напряжения мощность стабилизатора должна составлять 10 кВт.
Для защиты одного электроприбора достаточно знать мощность этого прибора, величину пусковых токов и руководствоваться рекомендациями изготовителей о назначении данного стабилизатора и оборудования, которое подлежит защите. Значительными пусковыми токами отличается техника с электродвигателями (насосы, компрессоры, холодильники, кондиционеры), поэтому для них требуется стабилизатор с запасом мощности 30-50%.
Немаловажным шагом при выборе стабилизатора является измерение напряжения в сети у каждого конкретного потребителя, поскольку у каждого стабилизатора есть свой рабочий диапазон стабилизации напряжений и у каждого электроприбора – свой допустимый диапазон допустимых перепадов напряжения. Измерить напряжение в сети можно посредством мультиметров самостоятельно, или пригласить специалиста. Таких замеров необходимо сделать несколько, желательно в разное время суток, при различных нагрузках в сети.
Характеристики стабилизаторов напряжения
Дальнейший выбор будет заключаться в определении типа стабилизатора, который бы отвечал техническим характеристикам электрооборудования, подлежащего защите. Краткий обзор стабилизаторов и их характеристик приведен в таблице:
| Стабилизаторы напряжения | |||
|---|---|---|---|
| Тип | Преимущества | Недостатки | КПД |
| Релейные | ► высокая скорость регулирования; ► стойкость к перегрузкам; ► работа в большом диапазоне температур; ► возможность работы с нулевой нагрузкой, защита при коротком замыкании |
► ступенчатое изменение напряжения; ► точность стабилизации определяется производителем; ► щелчки при срабатывании |
97-99 % |
| Семисторные | ► высокая точность регулирования | ► необходимость запаса по мощности; ► неустойчивость к перегрузкам; ► большие габариты и вес; ► высокая цена |
96-98 % |
| Сервоприводные | ► плавная регулировка напряжения; ► невысокая цена |
► теряют до 50% мощности в режиме стабилизации; ► низкая надежность из-за наличия движущихся деталей; ► не выносят перегрузок; ► низкая скорость регулирования; ► чаще всего производятся в Китае |
97-99 % |
| Феррорезонансные | ► нет | ► малый диапазон регулирования; ► не допускается работа в режиме холостого хода и при перегрузках; ► большой вес и габариты; ► ограничения по нагрузочной способности (недопустимость работы на холостом ходу и нагрузках менее 20%) |
70-80 % |
При беглом обзоре преимуществ и недостатков разных типов стабилизаторов не стоит забывать о том, что один и тот же тип стабилизаторов от разных производителей отличается схемой управления, которая устанавливает алгоритм работы всего устройства. Абсолютно все стабилизаторы управляются при помощи микропроцессоров. При этом различается два типа микропроцессорных схем управления: моноблочный и дискретный.
Тип управляющей схемы не сказывается на работе стабилизатора, однако влияет на конечную цену стабилизатора и его ремонт. Понятно, что более дорогостоящим и сложным будет ремонт стабилизатора с моноблочной схемой управления.
Релейные стабилизаторы напряжения
При анализе характеристик разных типов стабилизаторов, список преимуществ релейных стабилизаторов, которые используются для защиты 98% бытовой техники, можно расширить для конкретных производителей. Достаточно более подробно ознакомиться с Техническими условиями либо паспортом изделия конкретного стабилизатора. Релейные стабилизаторы очень хорошо себя зарекомендовали в бытовом использовании. И этому есть несколько причин: доступная цена, компактные размеры и минимум шума при работе.
Подключить переносной стабилизатор напряжения очень легко. В корпусе стабилизатора есть (как правило) четыре клеммы – две входные и две выходные. На входные подаем напряжение от внешней электросети (как правило, это обычная электрическая розетка), на выходные – подключаем бытовой прибор.
Выводы
Использование стабилизаторов напряжения выравнивает напряжение до нужных параметров, делает ее стабильной. Есть такое мнение, что стабилизатор напряжение – это дорогой прибор. Но нужно участь стоимость бытовых приборов, которые находятся по их защитой – современный холодильник, телевизор или компьютер (плюс информация, которая хранится в его памяти) имеют значительно большую стоимость. Как вы сами понимаете, обезопасить свою бытовую технику и домашние электроприборы просто необходимо!
Надеемся, данная информация поможет упростить для вас процесс выбора стабилизатора напряжения. Мы же можем предложить вам качественные и доступные стабилизаторы напряжения украинского производства, которые отличаются расширенным перечнем возможностей защиты. Пускай все ваши электроприборы будут в целости и сохранности!
