Автор статьи
Филимонов Евгений
Время на чтение: 6 минут
АА

Стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения

Сейчас на рынке существует много видов стабилизаторов напряжения. Это и электронные и электромеханические и гибридные и тиристорные. Но говорить, что одни лучше, а другие хуже будет не правильно. У каждого из них своя сфера применения.

Например, релейные стабилизаторы могут спокойно работать и при минусовой температуре (до -30°С), но нужна ли эта способность, если они будут стоять внутри отапливаемого дома? Нет.

А вот для дачных участков способность релейников работать при температуре ниже нуля очень даже пригодится.
Поэтому, для частного дома в стабилизаторах больше ценятся такие качества как плавная регулировка(чтобы лампочки не моргали) и на сколько точное напряжение на выходе.

Шаг №1 — Какие типы стабилизаторов подходят для дома

Плавная регулировка напряжения — это главная собенность электромеханических стабилизаторов напряжения. Внутри у них находится медная обмотка, по которой при помощи сервопривода ездит щётка. При изменении напряжения в электросети сервопривод перемещает щётку по обмотке тем самым плавно выравнивая напряжение. Кроме того, данный способ регулировки позволяет удерживать очень высокую точность напряжения на выходе стабилизатора (220В ± 3%), что также важно при использовании с домашней видео- и аудио-техникой.

Но у классических электромеханических стабилизаторов всегда оставался один очень важный недостаток — это довольно узкий входной диапазон напряжений (до 140В). Это значит, что при падении напряжения в электросети ниже 140 вольт, электромеханический стабилизатор попросту отключался и обесточивал все электроприборы в доме.

Для устранения данного недостатка были созданы так называемые гибридные стабилизаторы напряжения, способные выравнивать напряжение в диапазоне 105В…280В. Название свое они получили благодаря конструктивной особенности. Внутри гибридов, по-сути, находится 2 модуля — электромеханический и релейный. Основной режим работы гибридов — электромеханический (активен при изменении входном напряжении в диапазоне от 140В до 280В), с плавным и высокоточным выравниванием всех колебаний в электросети. А вот при падении напряжения ниже 140 вольт защитное отключение уже не срабатывает, а вместо этого подключается релейный блок, который в состоянии вытянуть просадки до 105В.

Монтаж стабилизатора напряжения

Преимущества гибридных стабилизаторов:

  • плавная регулировка (лампочки не будут моргать);
  • очень точные — удерживают 220В (± 3%);
  • выравнивают напряжение со 105В.

К недостаткам можно отнести:

  • напольное исполнение — нельзя повесить на стену. Хотя при помощи специальной стойки можно установить их друг над другом;
  • могут работать только при температуре выше 0°С.
Наш автор
Мнение эксперта
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Задать вопрос эксперту
Кроме гибридных аппаратов для дома также ставят тиристорные стабилизаторы напряжения. Роль силового ключа в них выполняет полупроводниковый элемент, тиристор. Благодаря этому удается еще сильнее расширить диапазон входных напряжений и вытягивать просадки до 60В!

Из-за отсутствия движущихся частей тиристорные стабилизаторы во время работы не создают абсолютно никаких шумов. Это дает возможность использовать их даже внутри городских квартир. Кроме того, тиристорные аппараты считаются самыми долговечными среди стабилизаторов напряжения. Из-за этого производители нередко дают на них расширенную гарантию.

Преимущества тиристорных стабилизаторов:

  • справляются даже с аномальным падением напряжения до 60В;
  • абсолютно бесшумные (уровень шума — 0дБ);
  • регулировка осуществляется плавно;
  • высокоточные — на выходе получаем 220В ± 5% (и 220 ± 3% у морозостойких модификаций);
  • высокая скорость срабатывания (20мс);
  • выполнены в навесном исполнении (не занимают много места и удобно крепятся на стену);
  • обладают расширенной гарантией на 3 года.

Недостатки

  • технология производства тиристорных стабилизаторов довольно дорогостоящая, поэтому ценник приборов не позволяет их ставить в каждом доме.

Шаг №2 — Однофазный или трехфазный?

Итак, с типом стабилизатора определились — нужен электромеханический/гибридный или тиристорный аппарат.

Теперь нужно понять, ставить однофазный (на 220В) или трехфазный (на 380В)?

Тут два варианта:

  • если к дому подведена одна фаза, то подбираем однофазный стабилизатор;
  • казалось бы, для трехфазной сети должно быть такое же логическое заключение — для трех фаз брать трехфазник. Но есть один нюанс.

Все трехфазные стабилизаторы спроектированы таким образом, что когда пропадает одна из фаз, то в стабилизаторе срабатывает защита и он отключается, обесточивая весь дом. Поэтому, только если в доме есть трехфазные потребители, мы ставим трехфазный стабилизатор.
Если же потребители только на 220В, то лучше поставить 3 однофазных стабилизатора напряжения (по одному на каждую фазу). Чаще всего такое решение даже будет дешевле по деньгам.

Что делать, если не знаете, сколько фаз подведено к дому?

Самый распространенный ответ на это вопрос: «Если бы у тебя было три фазы — ты б об этом знал». Действительно, к большинству частных домов старой постройки подведена одна фаза и все бытовые потребители рассчитаны на 220В (телевизор, холодильник, компьютер, видео- и аудио-техника).

Наш автор
Мнение эксперта
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Задать вопрос эксперту
К современным же загородным коттеджам часто подводят три фазы, т.к. кроме бытовых электроприборов планируется установка и трехфазных потребителей на 380В.

Шаг №3 — Должен работать при минусовой температуре?

Итак, теперь мы знаем, что в зависимости от потребителей, нужно ставить однофазные или трехфазный аппарат.

Следующий шаг простой — будет стоять стабилизатор в отапливаемом помещении или нет. Чаще всего аппарат размещается в техническом помещении внутри дома и необходимости в морозостойких приборах нету.

Если же вдруг необходима работа при температуре ниже нуля, то запоминаем этот параметр в стабилизаторе как важный.

Шаг №4 — Какой мощности нужен стабилизатор?

На предыдущих этапах мы узнали, что для дома нужен аппарат с плавной регулировкой, определились с количеством фаз необходимого прибора (однофазный или трехфазный) и решили для себя, будет он стоять в отапливаемом помещении или нужен морозостойкий вариант.
Теперь следует понять, какой мощностью должен обладать прибор.

К этому вопросу нужно отнестись внимательно, так как взяв стабилизатор маленькой мощности, в результате мы получим частые отключения стабилизатора по перегрузу.

Основное правило, которым принято руководствоваться при выборе стабилизатора напряжения для дома, звучит так:

На каждый частный дом или загородный коттедж устанавливается вводной автомат, который не позволяет нагружать электропроводку дома больше, чем она рассчитана. Это связано не с «жадностью» электриков, будто не хотят разрешить владельцу дома включать приборы большей мощности, чем разрешено. Причина банальна — не допустить возникновения пожара. Чтобы не допустить перегревания проводов и возникновения из-за этого пожара, ставится вводной автомат. Если человек попытается одновременно нагрузить электропроводку приборами бОльшей мощность, чем разрешено, — вводной автомат выполнит защитное отключение и не допустит пожара в доме.

Для того, чтобы узнать какой мощности нужен стабилизатор напряжения для нашего дома, всегда применяется одна и та же формула:

  • Вариант №1 — к дому подведена однофазная сеть на 220В

В этом случае умножаем значение вводного автомата (у нас это 40 ампер) на 220 вольт:

40 * 220 = 8 800

Выходит, что для нашего дома нужен стабилизатор мощностью не меньше, чем 8800 ВА (вольт-ампер) или 8,8 кВА (киловольт-ампер).

Зная типичную линейку мощностей стабилизаторов:

5, 8, 10, 15, 20, 30 кВА

Понимаем, что стабилизатор на 8 кВА с нашей нагрузкой уже не будет справляться, а вот на 10 кВА — самое оно.

  • Вариант №2 — к дому подведена трехфазная сеть на 380В

В случае трехфазной сети решение следующее:

если дома есть потребители на 380В — ставим один трехфазный стабилизатор.

Его мощность высчитывается так:

Вводной автомат для частных домов с трехфазным подключением чаще всего на 20 ампер.

Умножаем 20 ампер на 200В и получившуюся цифру умножаем еще на 3:

20 * 220 * 3 = 13 200

Получается для дома нужен трехфазный стабилизатор мощностью не меньше 13200 ВА (вольт-ампер) или 13,2 кВА. (киловольт-ампер).
Опять же, учитываем линейку мощностей трехфазных стабилизаторов (9, 15, 20, 30 кВА) понимаем, что нам нужен стабилизатор на 15 кВА.
Итого, нужен трехфазник на 15 кВА.

Наш автор
Мнение эксперта
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Задать вопрос эксперту
Если же к дому подведено 3 фазы, а все электроприборы обычные, рассчитаны на 220В и трехфазных потребителей ставить не планируется, то эффективнее будет поставить три однофазных стабилизатора (по одному на каждую фазу).

Это делается по той причине, что при пропадании напряжения на одной из фаз, трехфазный стабилизатор обесточит весь дом. При установке трех однофазных стабилизаторов данная проблема не возникает и электроприборы на оставшихся двух фазах продолжают работать.

Мощность высчитывается как для обычного однофазного стабилизатора (описано было выше) с тем отличием, что нужен не один а три штуки:

40 * 220 = 8 800

Итого, нужно 3 стабилизатора по 10 кВА.

Виды стабилизатора напряжения

Шаг №5 — На сколько сильно падает напряжение?

На предыдущих 4х шагах мы выяснили, что для дома требуется стабилизатор с плавной и точной регулировкой (под это подходят электромеханические/гибридные или тиристорные аппараты). Узнали, что при однофазной сети нужен однофазный стабилизатор, а при трехфазной — один трехфазный или три однофазных (в каких случаях и какой, указано на Шаге №2). На Шаге №3 определились, нужен ли нам морозостойкий прибор или он будет стоять внутри дома, в отапливаемом помещении. И на Шаге №4 высчитали, необходимую мощность прибора.

И вот мы подошли к тому маленькому, но очень важному моменту, о котором забывают 80% людей при выборе стабилизатора.
В теории всё просто — посмотрел цифру на вводном автомате, умножил на 220В и вот такой мощности нужен стабилизатор. Но почему-то забывают, что при падении напряжения (когда в розетке не 220В, а уже 170В, 140В и ниже) мощность, которую может выдавать любой стабилизатор тоже падает. И вместо заявленных 10 кВт (киловатт) он выдает уже 8 или 7 кВт. Тем самым, если домашняя сеть нагружена по полной (одновременно включены и работают электроприборы общей мощностью 10 кВт), то стабилизатор будет не в состоянии обеспечить их данной мощностью и, во избежания перегрева и выхода из строя, будет срабатывать защита, которая отключит и стабилизатор и все электроприборы в доме.

Виды и типы стабилизаторов

В зависимости от того, для чего нужен стабилизатор напряжения, выбирают сетевой или магистральный. Первые используются для защиты одного прибора и подключаются к розетке. Вторые защищают все приборы дома, в том числе освещение, и подключены к автоматическому выключателю, установленному на вводе.

Наш автор
Мнение эксперта
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Задать вопрос эксперту
Стабилизаторы предназначены для понижения или повышения напряжения, в зависимости от его изменения на входе до величины 220—230 В на выходе. При выходе сетевого напряжения за пределы 140—260 В питание подключенных приборов отключается. Любой бытовой стабилизатор работает автоматически без участия человека.

Выбор стабилизатора напряжения для дома следует начинать с определения оптимального типа. Производители предлагают несколько типов, различающихся по принципу действия. Каждый из них имеет свои особенности и условия применения.

Электромеханический тип

В принципе это автотрансформатор, в котором перемещение токосъёмной щётки производится сервоприводом или электродвигателем через редуктор. Управление приводом производится электронной схемой, отслеживающей изменение напряжения на входе.

К достоинствам относятся:

  • достаточный в большинстве случаев диапазон регулирования (от 130 до 260 В);
  • отсутствие искажений формы напряжения на выходе;
  • способность выдерживать длительные перегрузки;
  • на качество работы не влияют помехи и искажения.

Недостатками считаются замедленность реагирования и шум, издаваемый при работе. Поскольку в конструкции применены подвижные элементы, требуется регулярное техобслуживание, которое проводят в мастерской или вызывают техника на дом.

Релейные и гибридные

В основу также заложен автотрансформатор, но изменение напряжения происходит за счёт переключения секций обмотки, осуществляемых с помощью реле (от 4 до 8 шт.). Реле управляются электронной схемой слежения.

Несмотря на ступенчатость регулировки, изменение напряжения не превышает допустимой нормы для электронных приборов, но лампы накаливания будут заметно мигать. Поскольку щелчки при срабатывании реле раздражают, лучше устанавливать такое устройство подальше от зон отдыха.

К достоинствам относится: высокое быстродействие, расширенная до 105 В зона реагирования, отсутствие техобслуживания и длительный, до 10 лет, срок службы. Стоят дороже электромеханических, но сохраняют работоспособность до -30⁰ C, что позволяет устанавливать их на улице. Без ущерба выдерживают перегрузку в 110% от номинала длительное время и кратковременную, до 4 секунд, 2-кратную.

Объединение электромеханического и релейного стабилизаторов позволило устранить присущие им недостатки и улучшить характеристики. В диапазоне от 105 до 280 В работает электромеханика, обеспечивая плавное и точное регулирование напряжения. При понижении до 140 В защита не будет срабатывать, а подключится релейный блок, способный обеспечить 220 В на выходе при напряжении сети до 105 В. Недостатком считается невозможность эксплуатации при температуре ниже +0⁰ C и напольная установка.

Электронные устройства

В этих стабилизаторах вместо реле используются тиристоры или симисторы, что позволяет сохранять на выходе нормальное напряжение при падении на входе до 60 В. Отсутствие подвижных элементов обеспечивает бесшумность работы и долгий срок службы, поэтому их используют даже в городских квартирах. Благодаря использованию большого количества элементов регулирования шаг регулирования меньше, чем у релейных аналогов. Основным недостатком является высокая стоимость.

К достоинствам относятся:

  • большой, начиная с 60 В, рабочий диапазон;
  • абсолютная бесшумность;
  • плавная регулировка;
  • высокая точность поддержания выходных параметров;
  • удобное настенное крепление;
  • расширенная гарантия до 3 лет.

Другие типы

Кроме основных типов, иногда используются стабилизаторы с другими принципами работы. Феррорезонансные вполне приемлемы для небольших домов. Принцип действия основан на явлении феррорезонанса между обмотками, намотанными на одном сердечнике и соединённых через конденсаторы. Они обладают высоким быстродействием и надёжностью. К недостаткам относится низкий КПД, повышенный уровень шума, значительный вес и размеры, высокая стоимость.

Наш автор
Мнение эксперта
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Задать вопрос эксперту
Электронные стабилизаторы с системой двойного инверторного преобразования на 100% компенсируют любые скачки напряжения.

Однако их стоимость очень высока, поэтому такие устройства лучше использовать в качестве дополнительной защиты одного ценного прибора, если в электроснабжении происходят частые перепады напряжения (например, сосед ежедневно занимается сварочными работами). Но если доходы позволяют, можно приобрести мощное устройство для защиты всего дома.

Критерии выбора

Чтобы правильно выбрать устройство, сначала нужно определить, какая сеть подключена к дому. Если к дому подведено 220 В (фаза и ноль), то стабилизатор выбирается однофазный.

В случае подключения 3 фаз и ноля (380 В) есть 2 варианта:

  • Если в доме имеются установки, рассчитанные на 380 В, устанавливается 3-фазное устройство.
  • При отсутствии таких установок выгодней установить 3 однофазных устройства, так как они обойдутся дешевле 3-фазного.

Определение мощности

Стабилизатор можно выбрать по суммарной мощности всех приборов с учётом реактивной составляющей, пускового тока электродвигателей и количества одновременно включенных устройств. Но проще подобрать мощность стабилизатора по току отсечки автоматического выключателя, установленного на вводе. Он уже рассчитан на максимальную нагрузку, которую способна выдержать электропроводка. Предположим, установлен автомат на 50 А, тогда мощность стабилизатора для однофазной сети равна: 50 * 220 = 11000 Вт (11кВт).

Ближайшие значения мощности стабилизаторов составляют 10 и 15 кВт. Если не подключать к стабилизатору электронагревательные приборы, которые сохраняют работоспособность и при пониженном напряжении, достаточно меньшего значения. При полной нагрузке выбирается 15 кВт, чтобы иметь запас, так как при понижении напряжения падает мощность самого устройства.

Мощность 3-фазного стабилизатора при токе автомата 16 А равняется: 16 * 220 * 3 = 10560 Вт. Близкие значения в этом случае 9 и 15 кВт. Если решено поставить по стабилизатору на каждую фазу, их мощность рассчитывается как для однофазной сети.

Пределы регулирования

В паспорте стабилизатора указан диапазон напряжения, в котором он способен поддерживать на выходе 220 В. При перепадах, выходящих за границы диапазона, устройство отключается.

Наш автор
Мнение эксперта
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Задать вопрос эксперту
Чтобы узнать, насколько изменяется напряжение в доме, придётся в течение нескольких дней проводить замеры по утрам и вечерам, когда нагрузка достигает максимума. Своё электрооборудование при замерах должно быть подключено по максимуму. По полученным данным определяется рабочий диапазон выбираемого стабилизатора.

При выборе следует учитывать, что при работе у границ регулируемого диапазона точность поддержания выходных параметров падает до 15−18%. Длительная работа в таких условиях приводит к перегреву устройства и выходу его из строя.
Кроме этого, возможны частые отключения.

Точность поддержания выходного напряжения

У каждого электроприбора в паспорте указаны пределы изменения напряжения, при которых он сохраняет работоспособность. Если у нескольких приборов эти значения отличаются, выбор производится по меньшему значению.

Наиболее привередливую технику можно подключить через отдельный стабилизатор. Для большинства бытовых приборов достаточно точности 5−7%, но следует учитывать, что при изменении напряжения более 3% становится заметным изменение интенсивности свечения ламп.

Установка стабилизатора напряжения

Дополнительные функции

При выборе предпочтение следует отдавать моделям с защитой от высокого напряжения, которое может появиться при попадании молнии в провода воздушной линии или перекосе фаз, если одна из них оборвана. Как только напряжение нормализуется, стабилизатор включится. При отсутствии такой функции желательно обзавестись отдельным защитным реле.

В случаях, когда не работает стабилизатор напряжения, а в чём причина, неизвестно, пригодится байпас. Этим переключателем можно напрямую соединить вход с выходом, обеспечив подачу тока в дом даже при полном выходе стабилизатора из строя. Ремонтом или заменой можно будет заняться в удобное время.

Встречаются модели с одним или двумя дисплеями, на которых отображается текущее значение тока нагрузки, информация о величине напряжения на входе и выходе, о нарушениях режима работы устройства. Если надобности в столь подробной информации нет, выбирается модель со светодиодной индикацией. А вот охлаждающий вентилятор будет нелишним.

Установку стабилизатора, конечно, лучше доверить специалистам, которые знают, как стабилизировать напряжение в частном доме. Однако, если имеются знания и навыки работы с электрооборудованием, монтаж и подключение можно сделать своими руками.

Итак, сегодня мы узнали, что для дома:

  • подходят только точные стабилизаторы с маленькой погрешностью на выходе и плавной регулировкой. Это нужно, чтобы в момент выравнивания напряжения не моргали лампочки и нормально работала электроника в доме. Под эти требования подходят электромеханические, гибридные или тиристорные аппараты;
  • определились, нужен однофазный или трехфазный прибор;
  • выяснили для себя, он будет стоять в отапливаемом помещении или требуется морозостойкий прибор;
  • узнали, что для домов с подведенной одной фазой (на 220В) чаще всего берут стабилизатор на 10 кВА (киловольт-ампер), а для трехфазной сети (на 380В) выбирают аппараты на 15 кВт (киловатт). И научились высчитывать мощность требуемого стабилизатора индивидуально для своего дома;
  • запомнили, что стабилизатор нужно брать с запасом по мощности (минимум, на 30%).

Надеюсь, удалось максимально помочь с подбором стабилизатора для дома. Если Вы узнали для себя что-то новенькое и считаете эту информацию полезной, нажмите ниже на кнопки социальных сетей и сохраните эту статью себе, чтобы не потерять.

По материалам сайта: magazin-energia.ru, pochini.guru

Автор статьи
Филимонов Евгений
Профессиональный строитель. 20 лет стажа
Написано статей
283
Adblock
detector