Как выбрать стабилизатор напряжения?

Выбор стабилизатора напряжения

Бытовые стабилизаторы (нормализаторы) напряжения просто необходимы в частном доме, квартире, офисе, на производстве для защиты от постоянных перепадов напряжения в сети бытовой техники, источников света или газового котла.
Пониженное и/или нестабильное напряжение в сети электропитания может необратимо повредить всю Вашу бытовую технику! При этом в бесплатном гарантийном сервисе, вероятнее всего, Вам будет отказано, так как гарантия имеет силу лишь при условии, что устройство эксплуатируется в условиях электропитания удовлетворяющих строгим техническим требованиям к напряжению питания — 220 вольт ±10%.

Для решения проблемы нестабильного электроснабжения и сглаживания скачков уровня напряжения в сети выпускается специальное защитное электрооборудование — стабилизатор (нормализатор) переменного напряжения.

Вопрос «какой стабилизатор напряжения Вам необходим» является логическим продолжением вопроса «нужен ли Вам стабилизатор напряжения». Конечно, только в случае положительного ответа на последний. Будем считать, что с этим вопросом Вы уже определились положительно, и начнём рассматривать проблему выбора по существу. Если Вы твердо уверены, что в сети резких скачков не предвидится, а техника выдержит кратковременные пере- (недо-) напряжения, то можно выбирать из релейных или сервоприводных стабилизаторов. Иначе - смотрим в сторону симисторных (тиристорных) моделей. Дальше мы будем писать, ориентируясь именно на такой выбор, но те же принципы верны и для первых двух типов.

С чего начать?

Для облегчения выбора стабилизатора напряжения мы поможем Вам ответить на несколько важных и часто задаваемых вопросов. Сначала необходимо понять, действительно ли вам нужен именно стабилизатор. Для этого надо определить, какие именно проблемы характерны для вашей электросети - постоянно завышенное или заниженное напряжение, резкие скачки или провалы напряжения, искажения синусоидальности, и т.п.

Какие технические характеристики стабилизатора важны для правильного выбора?

Рекомендуем рассматривать характеристики стабилизатора напряжения в следующем порядке:

• Количество фаз;

• Выходная мощность;

• Рабочий диапазон входных напряжений;

• Точность стабилизации;

• Быстродействие;

• Условия эксплуатации;

• Масса и габариты.

Какую модель стабилизатора напряжения: однофазную или трёхфазную, необходимо выбрать для работы Вашего оборудования и техники?

Рассмотрим следующие основные варианты подключения нагрузки:

Нагрузка представляет собой одно устройство или прибор. В этом случае достаточно узнать из инструкции по эксплуатации схему подключения к электросети и его потребляемую мощность (пиковую и номинальную).

Нагрузка представляет собой несколько устройств или приборов. В таком случае, если среди них имеется хотя бы одно устройство или прибор с трёхфазной схемой подключения, необходимо выбрать трёхфазную модель стабилизатора напряжения.

Современные трехфазные стабилизаторы конструктивно представляют собой набор из трех однофазных стабилизаторов соответствующей мощности, объединенных общей конструкцией, и контроллера, обеспечивающего их согласованную работу на трехфазную нагрузку. Каждый из стабилизаторов осуществляет стабилизацию напряжения "своей" фазы. Модульная схема позволяет повысить надежность электроснабжения и обеспечить стабилизацию как фазных, так и линейных напряжений. Однофазные стабилизаторы относительно большой мощности, входящие в состав трехфазных, часто в общую конструкцию не объединяются, их соединение в трехфазную схему выполняется по месту установки.

В случае если суммарная мощность нагрузки велика и её можно разделить на части, лучше выбрать трёхфазную модель стабилизатора напряжения и при подключении распределить нагрузку по фазам. Равномерное распределение нагрузки позволит избежать эффекта "перекоса фаз", а также продлит срок службы стабилизатора. Обратите внимание на то, чтобы нагрузка по любой из фаз не превышала допустимого значения для данной модели стабилизатора напряжения.

Как правильно определить необходимую мощность стабилизатора напряжения?

Чтобы сделать выбор модели стабилизатора напряжения по необходимой мощности, необходимо рассчитать суммарную мощность, потребляемую нагрузкой. Мощность, потребляемую конкретным устройством, можно узнать из инструкции по эксплуатации. Зачастую потребляемая мощность указывается на задней стенке прибора или устройства. При подсчете мощности, потребляемой устройством, следует учитывать так называемую полную мощность, а также пусковой ток устройства.

• Полная мощность - это вся мощность, потребляемая электроприбором, она состоит из активной мощности и реактивной мощности, в зависимости от типа нагрузки.

• Активная мощность всегда указывается в ваттах (Вт), полная - в вольт-амперах (ВА).

• Активная нагрузка. У этого вида нагрузки вся потребляемая энергия преобразуется в излучение (свет, тепло). У некоторых устройств данная составляющая является основной. Примеры - лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, утюги и т. п.

• Реактивные нагрузки. Все остальные. Подразделяются на индуктивные и емкостные. Пример - устройства, содержащие электродвигатель. Эти элементы линейных цепей не поглощают энергии, а лишь частично запасают ее в электрическом или магнитном поле с последующей отдачей в электрическую цепь.

• Полная мощность и активная мощность связаны между собой коэффициентом COSф. На приборах, имеющих реактивную составляющую нагрузки, часто указывают их активную потребляемую мощность в ваттах и COSф. Чтобы подсчитать полную мощность в ВА, нужно активную мощность в Вт разделить на COSф.

Например: если на дрели написано "600 Вт" и "COSф= 0,6", это означает, что на самом деле потребляемая инструментом полная мощность будет равна 600/0,6=1000 ВА. Если COSф не указан, для приблизительного расчёта активную мощность можно разделить на 0,7.

• Высокие пусковые токи. Любой электродвигатель в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в штатном режиме, поэтому в случае, когда в состав нагрузки входит электродвигатель, который является основным потребителем в данном устройстве (например, погружной насос, холодильник), но его пусковой ток неизвестен, то паспортную потребляемую мощность двигателя необходимо умножить минимум на 3, во избежание перегрузки стабилизатора напряжения в момент включения устройства.

При установке общего стабилизатора для питания группы потребителей или для всего оборудования, находящегося в доме, необходимо учитывать, что есть вероятность включения всех аппаратов, имеющих пусковые токи, одновременно. Во всяком случае, при наличии нескольких холодильников, после кратковременного отключения электроэнергии все они запускаются в момент подачи напряжения.

Рекомендуется выбирать модель стабилизатора напряжения с 20% запасом от потребляемой мощности нагрузки. Во-первых, Вы обеспечите "щадящий" режим работы стабилизатора, тем самым увеличив его срок службы, во-вторых, создадите себе резерв мощности для подключения нового оборудования. Также следует помнить, что при снижении напряжения в сети, снижается и нагрузочная мощность стабилизатора, т.е. стабилизатор 10 кВт при пониженном напряжении в сети 180 вольт можно нагрузить на 8 кВт.

Какая величина точности стабилизации необходима для защиты оборудования?

Для выбора точности стабилизации необходимо определить диапазон напряжений, допустимых для питания защищаемой стабилизатором напряжения аппаратуры. В Украине ГОСТ допускает отклонение напряжения от 220 Вольт до ±10%. Электропитание большинства бытовых приборов и аппаратуры можно осуществлять напряжением 220В±5-7%.

Осветительную аппаратуру (люстры, прожекторы, софиты и т.п.) рекомендуется подключать через стабилизатор с точностью не менее 3% и плавным (не ступенчатым) регулированием напряжения. Чем выше точность стабилизации тем меньше разброс выходного напряжения, и соответственно, меньше видимое изменение интенсивности света при резких скачках входного напряжения. Самые современные стабилизаторы напряжения обеспечивают точность регулировки до 1%. Применение стабилизатора напряжения не позволяет полностью избежать эффекта "мигающего света", но защищает лампы освещения от преждевременного выхода из строя.

Какой тип стабилизатора выбрать?

Тип стабилизатора определяется в зависимости от интенсивности перепадов напряжения в сети и наличии высокоточной аппаратуры у потребителя. Наиболее распространены стабилизаторы напряжения трёх основных типов: релейные, электронные(симисторныетиристорные) и электромеханические (сервоприводные).

Кратко рассмотрим достоинства и недостатки таких стабилизаторов.

• Релейные: Регулировка напряжения – ступенчатая. Для переключения обмоток автотрансформатора используются силовые электромеханические реле.

Простота конструкции, низкая стоимость, широкий диапазон регулировки напряжения, практически не искажают форму выходного напряжения, не требуют технического обслуживания.

Основной недостаток - износ контактов реле, скорость которого прямо зависит от интенсивности перепадов напряжения в сети, появление такого явления как «залипание», искрение и обгорание контактов реле.

• Сервоприводные: Регулировка напряжения – плавная, бесступенчатая. Корректируют напряжение при помощи автотрансформатора (ЛАТРа) и серводвигателя (выполняющего позиционирование щёток ЛАТРа) с системой его управления. Такие стабилизаторы позволяют непрерывно и плавно регулировать выходное напряжение без искажения синусоидальной формы

Высокая точность (до 1%) и плавность регулирования, относительно невысокая цена.

Низкое быстродействие, износ щёток, приводящий к искрению и плохому контакту, шумная работа.

• Симисторные (тиристорные): Регулировка напряжения – ступенчатая. Принцип работы аналогичен релейным моделям, только вместо реле для коммутации обмоток трансформатора используют симисторные (тиристорные) ключи.

Быстрота реакции на изменение входного напряжения(до 20 мс), практически бесшумная работа, компактные габариты, высокая перегрузочная способность, не требуют облуживания, отсутствует износ внутренних деталей.

Высокая цена, принудительное охлаждения силовых ключей с использованием вентилятора, создающего дополнительный шум и засасывающего внутрь прибора пыль.

Какие дополнительные функции может иметь стабилизатор?

Основными функциями стабилизатора напряжения являются:

• Стабилизация выходного напряжения в пределах рабочего диапазона входного напряжения;
• Защита нагрузки от повышенного или пониженного выходного напряжения при нахождении входного напряжения вне рабочего диапазона (отключение питания нагрузки);
• Защита стабилизатора от перегрузки по мощности и короткого замыкания в цепи нагрузки.

Некоторые модели стабилизаторов обеспечивают расширенные функциональные возможности:

• Возможность самостоятельного изменения потребителем настроек стабилизатора;

Некоторые модели современных стабилизаторов напряжения могут обеспечивать подстройку выходного напряжения по желанию пользователя. Другое дело, что не все производители считают нужным предоставить пользователю такую возможность. Рассмотрим случаи, когда регулировка выходного напряжения может быть полезна.

Если оборудование, которое запитано через стабилизатор имеет отличное от 220 вольт номинальное напряжение питания. Например, импортные приборы, которые не были адаптированы производителем для продажи в нашей стране, могут иметь «родное» напряжение на уровне 230 вольт. При этом они вполне нормально себя чувствуют при наших 220 вольтах и даже при наших «законных» 210. Но хорошие хозяева всегда говорят гостям, чтоб они чувствовали себя как дома. Почему бы не сказать и нам, если такая возможность есть? Однако не следует забывать об остальных потребителях и не переусердствовать с гостеприимством.

Другой случай, когда после счётчика и рядом с установленным стабилизатором идёт длинная линия к далёкому объекту. И в этой линии (из-за просчёта при проектировании, либо после появления дополнительной неучтенной нагрузки) теряется десяток вольт. Тогда, подняв напряжение на выходе стабилизатора, мы скомпенсируем эту потерю. Следует признать, что это одно из самых нежелательных решений, когда другие (умощнение проводов линии, перенос стабилизатора ближе к нагрузке) по каким-то причинам невозможно применить.

• Установка номинального выходного напряжения, отличного от 220В;
• Изменение порогов защиты нагрузки от повышенного или пониженного выходного напряжения.

Удобство эксплуатации:

• Расширенная индикация параметров работы стабилизатора (ЖКИ-дисплей, цифровой индикатор);
• Звуковое оповещение;
• Мониторинг работы стабилизатора с персонального компьютера;
• Удаленная сигнализация и управление стабилизатором напряжени;
• Дополнительная защита стабилизатора;
• Защита от перегрева силовых узлов;
• Устройства самодиагностики стабилизатора.

Что в итоге?

При выборе стабилизатора важно помнить, что различные модели стабилизаторов могут отличаться рядом параметров, конструктивными особенностями, набором функций, степенью защиты, которые также следует брать во внимание с учётом особенностей и условий будущей эксплуатации. Поэтому перед тем как сделать покупку лучше получить квалифицированную консультацию у специалиста. Мы всегда с вниманием отнесёмся к вашей проблеме и постараемся дать индивидуальные рекомендации.