Как же иногда напрягает моргание света. Напряжение скачет но не только свет может страдать от этого, но и буквально сгорать бытовая техника!
Оказавшись дома вечером , большинство из нас первым делом спешат закончить свои вечерние дела
Женщины бросаются стирать, гладить, готовить, убирать. Дети включают гаждеты и настольные лампы и делают вид, что учат уроки. Телевизор и мобильный телефон в фокусе внимания главы семьи.
В такие минуты в доме даже возникает дефицит свободных розеток, начинают мигать или перегорать лампочки, бытовая техника гудит, трещит, работает с перебоями, вследствие чего (загасить свет при съемке) хозяева квартиры на какое-то время погружаются в полную темноту, потому что – срабатывает реле напряжения….
Все, кина не будет, электричество кончилось.
Вам знакомы эти ситуации?
Как узнать, что вашей электросети нужна помощь?
С вами Мальков Александр, Энерголикбез, и тема сегодняшнего ролика (включить свет) – стабилизатор напряжения для дома: для чего он нужен, как работает, где установить, какой купить. Поехали!
Что такое стабилизатор напряжения?
Стабилизаторы напряжения – это электронные и электротехнические устройства, которые на входе подключаются к сети, а на выходе к ответственным электроприборам, нуждающимся в качественном электропитании. Основная их функция заключается в поддержании максимально приближенного к номиналу значения напряжения, когда во входной линии случаются периодические колебания напряжения, провалы и перенапряжения, а также искажения формы сигнала.
Напомню, что номинал значения напряжения – 220/230В для однофазных и 380/400В для трёхфазных электросетей.
Кроме того, некоторые модели стабилизаторов способны выполнять функции источников бесперебойного питания и защищать подключенные электроприборы от кратковременных перебоев в подаче энергии (но не более, чем на 200 миллисекунд).
В общем, стабилизатор напряжения служит безопасной работы электроприборов вашего дома.
В каких случаях установка стабилизатора просто необходима?
Даже если напряжение в электросети дома не соответствует норме, установка стабилизатора не всегда необходима. Как правило, применение таких приборов требуется в случае, если в доме есть критическая нагрузка, особо чувствительная к перепадам напряжения. Например, электронике газового котла и циркуляционному насосу постоянно требуется высококачественное электропитание. При малейшем отклонении сетевого напряжения от нормы в их работе происходит сбой, который может привести к полной заморозке всей отопительной системы дома.
Или если в домашней электросети периодически происходят значительные отклонения сетевых параметров, превышающие рабочий диапазон нагрузки и, соответственно, способные нанести вред её функционированию и сказаться на качестве её работы.
Требования к электропитанию обычно указываются на шильдике или в паспорте оборудования. Например, многие современные телевизоры могут функционировать в достаточно широком диапазоне, который в среднем составляет 120-240 В, однако при превышающих этот диапазон перепадах сетевого напряжения ТВ запросто может отключиться или выйти из строя.
Кстати, выход из строя электротехники по причине некачественного сетевого напряжения не является гарантийным случаем. При обращении к продавцу или производителю оборудования в гарантийном ремонте владельцу будет отказано, так как прибор эксплуатировался в несоответствующих условиях. Ремонт техники будет осуществляться исключительно за собственный счет владельца!
Так что есть повод не только задуматься, но и действовать!
Как определить, есть ли в домашней электросети проблемы с качеством напряжения?
Достаточно просто. Для этого можно провести визуальное отслеживание яркости лам накаливания и работы нагревательного оборудования: мерцание освещения или снижение мощности электротехники будет основным признаком перепадов напряжения. Однако их величину можно узнать только при помощи специальных инструментов. ( вольтампер-фазометра например)
Также можно выполнить измерение напряжения в сети с помощью мультиметра или вольтметра в течение нескольких дней и в разное время (особенно в период пикового потребления).
И да, напряжение, повышенное всего на 10%, может сократить срок службы Ваших некоторых электроприборов в 4 раза!
Какие стабилизаторы напряжения бывают?
По типу подключения стабилизаторы бывают:
· стационарные – подключаются непосредственно после счётчика;
· локальные – устанавливаются перед конкретно взятым прибором или группой приборов.
В зависимости от типа входной сети, поступающей в дом, вида и количества защищаемой нагрузки стабилизаторы бывают:
· трехфазные, устанавливаемые в сетях 380/400В для защиты трехфазного или однофазного оборудования;
· стабилизаторы 3 в 1, применяемые в трехфазных электросетях для защиты только однофазных электроприборов. Такие устройства равномерно распределяют мощность подключенной нагрузки по всем питающим фазам;
· однофазные стабилизаторы, которые могут быть подключены как к сетям 380/400 В, так и к сетям 230/220 В, но только для электропитания однофазных электроприборов.
Однофазные стабилизаторы предназначены для домовых сетей с напряжением 220В. Именно такие стабилизаторы установлены в большинстве квартир.
Трёхфазные стабилизаторы предназначены для электросетей с напряжением 380В. Они выдерживают большую нагрузку, и потому могут использоваться не только в квартирах, но и в коттеджах, на промышленных объектах.
По своей сути трёхфазный стабилизатор напряжения это три самостоятельных однофазных стабилизатора, которые объединены общей схемой контроля, и в случае перекоса фазы или её отключения, схема полностью отключит весь стабилизатор.
Однофазные устройства подключаются таким образом, что на каждый блок подаётся своя фаза, а ноль является общим для всех блоков. Кроме того, сам корпус трёхфазного стабилизатора должен быть заземлён.
В остальном, больших отличий трехфазного стабилизатора от однофазного нет.
Также В трехфазной сети можно выполнить подключение по одному однофазному стабилизатору на каждую фазу для защиты всех однофазных нагрузок или установить один стабилизатор только на одной из питающих фаз для обеспечения качественного электропитания группы ответственного однофазного оборудования, например, системы отопления и водоснабжения дома.
Трёхфазные стабилизаторы способны:
обеспечивать защиту трехфазной нагрузки от сдвига и пропадания фаз;
равномерно распределять мощность подключенной однофазной нагрузки по всем питающим фазам, что позволяет предотвратить перекос фаз.
Но есть очень важная тема для владельцев трехфазных сетей, а также собственных резервных трехфазных генераторов, которая заключается не столько в стабилизации, а сколько в симметрировании напряжений. И об этом я расскажу бонусом ближе к статьи
А пока рассмотрим основные типы стабилизаторов по принципу работы
По принципу работы стабилизаторы делятся на:
· электронные;
· электромеханические;
· релейные
· феррорезонансные;
· инверторные.
Последние в этом списке особый случай!
Электронные стабилизаторы напряжения
имеют высокий КПД и относятся к быстродействующим. Они состоят из обмотки авто трансформатора со множеством отводов. Для переключения обмоток используются тиристоры (с микропроцессором) и симисторы. Сами приборы не имеют в своём составе механических элементов, и потому устойчивы к перепадам напряжения.
Состоят из автотрансформатора, и полупроводники, которые называются силовыми ключами. Они включают необходимую обмотку, добавляющую определённое количество Вольт. Из-за ступенчатого регулирования точность у разных приборов составляет от 2 до 10%.
Плюсы электронных стабилизаторов: компактность, бесшумность, быстродействие. Минусы: небольшая точность стабилизации; прерывание напряжения на выходе.
· Преимущества: компактный размер, цифровое управление, отсутствие движущихся деталей, возможность использования при низких температурах (до -20 градусов).
· Недостатки: низкая перегрузочная способность, большие нагрузки или короткое замыкание может вывести цифровые ключи из строя. Выбирать такой стабилизатор следует с хорошим запасом мощности.
Электромеханические стабилизаторы напряжения
С помощью электродвигателя, расположенного внутри катушки, происходит передвижение щётки с графитовым наконечником по виткам обмотки, за счёт чего увеличивается точность и снижается быстродействие.
Состоят из автотрансформатора и электромагнитного механизма с ползунком. При пониженном напряжении ползунок перемещается вверх и повышает напряжение. При повышенном — наоборот.
Плюсы: простота и надёжность конструкции, высокий КПД, хорошее противостояние нагрузкам.
Минусы: быстро изнашивается, так как в его конструкции использованы механические части; низкое быстродействие.
Исправную работу электромеханического стабилизатора можно обеспечить, каждые полгода проводя его техобслуживание.
Из преимуществ: высокая точность поддержки выходного напряжения (до 2%), плавная регулировка, хорошая перегрузочная способность.
Недостатки: риск износа движущихся частей, большие габариты и вес у более мощных устройств, требовательность к условиям эксплуатации (температура помещения, где располагается стабилизатор, должна быть от -5 до 40 градусов)
Благодаря высокой точности напряжения на выходе, подходят для подключения к чувствительной аппаратуре: медицинским и измерительным приборам, аудиоаппаратуре.
Релейные стабилизаторы напряжения
По схеме своей работы данные устройства аналогичны электронным типам, только в своем составе вместо электронных ключей они имеют силовые реле, за счёт механического перемещения которых происходит регулировка напряжения.
Преимущества: невысокая стоимость, стойкость к перегрузкам, широкий диапазон рабочей температуры окружающей среды (от -20 до +40 градусов), низкий уровень шума, компактный размер и простота конструкции.
Недостатки: медленная скорость срабатывания, достаточно большая погрешность выходного сигнала, риск износа силового реле, характерные щелчки от срабатываний реле при скачках напряжения.
Феррорезонансные стабилизаторы напряжения
Феррорезонансные стабилизаторы переменного напряжения используют довольно простые и понятные физические принципы. Причем ключевым моментом является использование дросселя с насыщающимся сердечником как стабилизирующего элемента.
При этом расчет таких стабилизаторов не является простым. Как и изготовление. Такие стабилизаторы ранее относительно широко применялись в быту (из-за нестабильности напряжения в сети). Они до сих пор применяются в промышленности. Но самостоятельное их изготовление любителями вряд ли целесообразно.
Плюсы феррорезонансных стабилизаторов: надёжность; долгий срок службы; высокая скорость регулировки.
Минусы: низкий КПД; большие габариты; шумность; высокая стоимость.
1. Является стабилизатором мгновенно действия. Другие типы стабилизаторов сначала измеряют напряжение, затем усредняют его и только потом корректируют тем или иным способом. В результате чего возникают подвисания. Другое дело феррорезонансный контур. Он настроен на требуемое напряжение и выдает его в сеть мгновенно. Потребитель не чувствует колебания происходящие во входной сети.
2. Может сглаживать кратковременные всплески и провалы напряжения. Это возможно благодаря тому, что резонансном контуре накапливается энергия. За счет этого данное оборудование можно отнести к почти идеальному фильтру.
3. Ему не страшны перегрузки. Он не выйдет из строя даже в том случае, если в сети возникнет кратковременное замыкание, так как входные дроссели ограничивают ток.
4. Надежность. Обеспечивается отсутствием электроники. Феррорезонансный стабилизатор способен выдержать даже двойное напряжение. Он будет продолжать работать до тех пор, пока у него не сгорит предохранитель. За счет этого он гарантированно проработает не один десяток лет.
5. Большой диапазон рабочей среды. Он прекрасно функционирует в значительном температурном диапазоне, в среде с высокой влажностью и низким атмосферным давлением, во взрывоопасных условиях.
6. Точность стабилизационных параметров. В наиболее точных приборах этот параметр составляет 1-2% и при этом он никогда не превышает значения в 3%. На заказ вам могут изготовить оборудование с любой точность (даже с погрешностью всего в доли %).
Недостатки:
1. Высокая стоимость, которая обусловлена трудоемкостью и материалоемкостью.
2. Имеет достаточно большой вес.
3. Издает характерное гудение.
4. Может в некоторой степени искажать синусоиду, но не больше, чем на 8%.
Несмотря на имеющиеся недостатки, феррорезонансные стабилизаторы напряжения не теряют своей актуальности и спрос на них с каждым годом только растет.
Если сравнивать цену и качество (особенно, его долгий срок эксплуатации), то его по праву можно отнести к лидерам в своем сегменте.
ИНВЕРТОРНЫЕ ( для БОГАТЫХ)
Сегодня на электротехническом рынке продаются несколько типов стабилизаторов, среди которых выделяются устройства, работающие на основе автотрансформатора, и изделия, основанные на бестрансформаторной технологии двойного преобразования энергии.
Тип стабилизатора
Схема работы
Особенности стабилизации
Двойного преобразования
( инверторный)
К данным стабилизаторам относятся инверторные модели, которые считаются устройствами нового поколения. Они не имеют автотрансформатора и коммутационных блоков. Коррекция напряжения у них выполняется за счет двойного электронного преобразования: входное переменное напряжение сначала выпрямляется в постоянное, а затем с помощью инвертора переводится обратно в переменное, но имеющее эталонные характеристики.
Данные стабилизаторы способны корректировать входное напряжение мгновенно (за 0 мс) при сетевых перепадах в довольно широком диапазоне (90-310 В). При этом выходной сигнал имеет высокую точность: его отклонение от номинального значения составляет не более 2%. Изделия гарантированно обеспечивают нагрузку напряжением идеальной синусоидальной формы независимо от искажений сети. Инверторные модели – пока единственные стабилизаторы, обеспечивающие бесперебойную работу нагрузки при кратковременных пропаданиях сети (до 200 мс).
Сфера использования стабилизаторов определяется их техническими возможностями. Автотрансформаторные стабилизаторы применяются в основном для защиты нетребовательной к качеству питания электротехники, например, осветительных приборов, телевизионной техники, кухонных приборов и электроинструментов без электродвигателей. Инверторные модели, благодаря своим высоким характеристикам, подходят для защиты любых типов нагрузок и используются в самых нестабильных электросетях.
На что следует обратить внимание при выборе самого стабилизатора?
1. На количество фаз.
Однофазные стабилизаторы используются в домах однофазной сети для поддержания напряжения 220В. Они подходят для подключения и защиты бытовой и офисной техники.
Трёхфазные стабилизаторы применяются в жилых и производственных помещениях, где сеть с напряжением 380В. Однако, возможна установка однофазных стабилизаторов на каждую фазу и в трехфазной сети, если напряжение всех потребителей составляет 220В.
2. Мощность.
Перед покупкой стабилизатора необходимо суммировать мощность всех приборов, которые будут подключены в сеть. Стабилизатор желательно выбирать с запасом мощности в 20-30%, особенно если в цепи присутствует оборудование с большим пусковым током (холодильник, стиральная машина, насос и т.п.). Полную мощность измеряют в ВА.
3. Входное и выходное напряжение.
Входное напряжение может отличаться у разных производителей. Если параметр сети 150В, стабилизатор с характеристикой 160В не сможет отрегулировать напряжение до 220В. Определить отклонения вашей электрической сети помогут контрольные замеры при помощи вольтметра или мультиметра.
Выходное напряжение характеризует результат работы стабилизатора и имеет уже необходимые для электроприборов параметры.
4. Точность стабилизации.
Чем выше процент погрешности регулирования выходного напряжения, тем ниже точность. Но для большинства устройств это не играет значимой роли и допускается отклонение в 10-15 В. Чем больше точность у прибора, тем чаще он переключается, подстраиваясь под входную сеть, поэтому Вы можете столкнуться с мерцанием галогенных и ламп накаливания.
5. Защита от перегрузки и короткого замыкания.
Она позволит отрегулировать резкий скачок напряжения и не даст технике выйти из строя.
6. Габариты устройства.
Более мощные стабилизаторы, как правило, имеют большие размеры. Это необходимо учитывать при размещении аппарата в помещении. Если места не так много, остановите выбор на настенных моделях – они более компактны, но и стоят обычно дороже. Промышленные стабилизаторы высокой мощности представляют собой вертикальные шкафы. Не устанавливайте стабилизаторы во влажных или пыльных помещениях, соблюдайте рекомендации производителя касательно температуры эксплуатации.
Как выбрать стабилизатор напряжения?
Перед тем, как заняться поиском конкретного устройства, стоит проанализировать следующие вводные:
· Мощность. Для этого, как минимум, необходимо рассчитать сумму мощностей всех бытовых приборов, которые будут постоянно подключены к сети (холодильник, плита, телевизор и т.п.), и прибавить к полученному числу 20%.
Если при использовании стабилизатора потеря мощности составляет более 50%, его стоит заменить на прибор мощнее.
· Точность. Имеется ввиду характеристика, обозначенная маркировкой на самом изделии. Для небольших колебаний диапазона: У – узкий, Пт – повышенной точности; для сильных колебаний: Ш – широкий; для медицинского оборудования – Птт, Пттт.
· Бесшумность. Этот показатель свойственен не всем стабилизаторам, и порой именно он становится причиной отказа от хорошего варианта. Чтобы обеспечить большую бесшумность, устанавливать стабилизатор следует подальше от зон отдыха – спальни, гостиной.
· Компактность. Имеет значение, потому что стабилизатор так или иначе надо где-то разместить, и так, чтобы он работал согласно руководству по эксплуатации.
· Стоимость. Если общая стоимость бытовой техники и электроприборов у Вас в доме в несколько раз больше, чем стоит самый недорогой стабилизатор напряжения — стоит задуматься о его покупке.
Сравнительная таблица всех типов
Итак, делаем выводы, господа! Исходя из этой таблички можно подобрать себе тип стабилизатора. Сразу смотрите на диапазон регулирования и на то насколько часто у вас « скачет» или « снижается повышается напряжение». ОТ этого и пляшите. Самый крутой конечно инверторный, но и самый дорогой. Он закроет большинство проблем. Но не у каждого есть средства на самый дорогой вариант, поэтому смотрите на другие типы ИСХОДЯ ИЗ ВАШИХ УСЛОВИЙ. Приведу вторую крайность самый простой и дешевый – релейный. Например у меня стоит такой стаб на защиту на холодильник. Напряжение выходит за пределы не часто, но если немного снизится он сработает раз в сутки , и спасет холодильник от пониженного напряжения отключит его и включится с задержкой.
Главное при выборе стаба: если есть лампы накаливания - электромеханика. Нет - можно и релейник.
Я обещал вам рассказать про особенности трехфазных стабилизаторов, а точнее про симметрирование напряжений. Если у вас трехфазная сеть и с уровнем напряжения все ок, то есть фазное напряжение в целом по всем фазам одновременно не выходит далеко за пределы 230 вольт то стабилизатор вам не нужен. Но если вы перегрузили одну фазу и у вас пошел перекос, то есть на этой фазе просело до 200 а на остальных , выросло до 260 то ни в коем случае не пытайтесь это устранить однофазным стабилизатором поставленным на нагруженную фазу. Усугубите ситуацию с перекосам еще больше. Точнее вы поднимите напряжение для потребителей на это фазе, но до стабилизатора оно еще больше просядет, а на других фазах еще больше вырастет. В таких случаю применяются симметрирующие устройства или симметрирующие трансформатры.
Как работает трехфазный симметрирующий трансформатор?
Работает эта технология следующим образом: в трехфазный трансформатор, обмотки фаз как высшего, так и низшего напряжений которого соединены звездой, дополнительно встраивается симметрирующее устройство в виде дополнительной обмотки, которая опоясывает обмотки высокого напряжения. Эта дополнительная обмотка рассчитана так, чтобы выдерживать длительный ток номинальной нагрузки трансформатора, т.е. на номинальный ток одной фазы. Обмотка включается в разрыв нулевого провода трансформатора из следующего расчета.
При возникновении уравнительного тока в нулевом проводе, вследствие несимметричной нагрузки, потоки нулевой последовательности в магнитопроводе (рабочих обмоток трансформатора) будут полностью компенсированы направленными противоположно потоками нулевой последовательности симметрирующей обмотки. В конечном счете, перекос фазных напряжений целиком предотвращается.
Если вы применяете свою трехфазную сеть для питания одновременно ка трёхфазных так и однофазных нагрузок, то вам вполне может понадобиться трёхфазный стабилизатор с симметрирующим устройством. ( тогда вы не будете влиять на сеть своим стабилизатором, или просто трехфазный стабилизатор, но он будет увеличивать несимметрию « до себя» еще больше.
«НУ и ладно!» скажете вы, до моего дома хоть трава не расти там сеть общая. И совсем поменяется ваше мнение, когда вы подключитесь от собственного генератора, тогда вы не захотите его нагружать несимметрично и увеличивать износ.
Требования к работающему в связке с генератором стабилизатору
Устройство должно иметь функционал и характеристики, допускающие его использование с генераторной техникой, а также соответствующую конкретной ситуации мощность (её расчёту мы посвятим отдельный раздел ниже по тексту).
· принципиальная возможность работы с генератором – некоторые стабилизаторы из-за упрощённой внутренней схемы или технических изъянов неработоспособны в связке с подобным изделием;
· устойчивость к отклонениям частоты – данный параметр у генераторного напряжения часто колеблется, соответственно, на вход стабилизатора может попасть значение отличное от номинальных 50 Гц;
· способность исправлять форму напряжения, а также быстро и точно корректировать его величину – если входная «несинусоидальность» передаётся на выход или, тем более, вызывает отключение стабилизатора, то целесообразность использования такого прибора в связке с генератором под вопросом. Что касается величины напряжения, то устройство должно нейтрализовать исходящие от генератора отклонения раньше, чем они окажут какое-либо влияние на подключенную нагрузку.
Всем этим условиям соответствуют специальные инверторные стабилизаторы для генераторов. В которых более широкий диапазон входной частоты чем у обычных. Ну и вы знаете что уже давно выпускаются генераторы в связке с таким стабилизатором и они так и называются инверторные генераторы.
Если у Вас в доме нет ничего более ценного, чем лампочки накаливания, однозначно, — стабилизатор Вам не нужен.
Задуматься о покупке стабилизатора напряжения есть смысл, если у Вас есть хотя бы холодильник или микроволновая печь, и напряжение в сети периодически падает ниже 190 вольт.
Ну и если у Вас «полный фарш» бытовой техники и напряжение периодически отклоняется вверх выше 240 вольт и/или вниз ниже 190 вольт — Вам крайне необходим мощный стабилизатор сетевого напряжения, чтобы защитить всю электросеть в доме.
А хотите знать как называется самый бюджетный вариант решения вопросов с напряжением? Реле напряжения.)) Когда у вас все стабильно и скачок напряжения не резкий, а плавный в верх или в них может произойти раз в год, то покупка стаба- неоправданные вложения. А вот реле напряжения- в эти нечастые минуты несчастья просто отключит вашу квартиру или дом от питания выждет время и подключит когда напряжение восстановится)
Желаю вам чтобы напряжение было стабильном а вы всегда оставались на положительной волне!