С
каждым днем вы все больше привыкаете к комфорту и безотказности бытовой
электротехники. И вдруг в один отнюдь не прекрасный день музыкальный
центр внезапно умолкает, изображение на телеэкране «схлопывается» и
исчезает, холодильник размораживается и «течет», а стиральная машина не
реагирует на включение. Все попытки реанимировать технику своими силами
ни к чему не приводят. В сервисном центре вам говорят, что она вышла из
строя и не подлежит гарантийному ремонту. Печальная картина, не правда
ли?
Причина отказа бытовой электроники во всех этих случаях одна —
незапланированные скачки и перепады напряжения, которые связаны с
перенапряжением, «пиками» и перегрузками в сети. Причем если при
падении напряжения приборы могут отказаться работать временно, то при
перенапряжении они «сгорают» навсегда. Можно долго искать этому причины
(аварии на подстанциях, старые трансформаторы и провода, короткое
замыкание и т. д.), но гораздо проще обезопасить свою технику заранее.
Задачи стабилизаторов
Обеспечить качественное электропитание и защиту различного
оборудования, приборов и аппаратуры, находящихся в вашем доме, можно
только посредством использования стабилизаторов переменного напряжения
(стабилизаторов напряжения переменного тока).
Стабилизаторы решают следующие основные задачи:
- обеспечение качественного электропитания оборудования в
условиях нестабильного или некондиционного (завышенного или
заниженного) напряжения электросети;
- защита оборудования и приборов от выхода из строя при резких перепадах напряжения, чрезмерно низком либо высоком напряжении;
- защита нагрузки от индустриальных и атмосферных импульсных помех, распространяемых по сети питания;
- защита электросети от перегрузки и короткого замыкания.
С чего начинается выбор?
При выборе стабилизатора, прежде всего, нужно решить, каким
образом вы будете защищать свои приборы: индивидуально тот или иной
аппарат или все оборудование, находящиеся в доме. В любом случае
необходимо правильно определить мощность подключаемых потребителей.
Разумеется, более точный результат получается при использовании
паспортных данных подключаемых приборов. При этом необходимо учитывать,
что ряд электрических устройств в момент пуска потребляет мощность,
значительно превышающую номинальную (в паспортных данных это зачастую
не указано).
Большие пусковые токи и, следовательно, большие потребляемые
мощности режима включения характерны для асинхронных двигателей — их
пусковые токи в несколько раз превышают номинальные. Например, средняя
номинальная мощность двигателя компрессора бытового холодильника
составляет 0,2 кВт, а в момент пуска ему требуется около 1 кВт. Кроме
холодильника, асинхронные двигатели устанавливают в кондиционере, для
привода различных насосов, ворот и другого оборудования. Правда,
импортные глубинные насосы оборудованы асинхронными двигателями с
«плавным пуском», значительно снижающим пусковые токи. Установка этого
устройства обусловлена стремлением снизить величину гидроудара в
трубопроводах. Величина пускового тока в таких установках превышает
номинальную величину в 1,1–2 раза.
Также целесообразно ввести в расчеты «коэффициент
одновременности», учитывающий вероятность работы всех имеющихся в доме
приборов. Рассчитанная мощность потребителей, вероятно, не будет
совпадать с мощностным рядом выпускаемых стабилизаторов, но желательно,
чтобы его мощность превышала мощность нагрузки не менее чем на 10–15%.
При покупке стабилизатора необходимо обратить внимание на условия его
применения. В основном фирмы-производители гарантируют надежную работу
своих изделий в строго определенном температурном диапазоне.
При установке стабилизатора также необходимо учитывать то
обстоятельство, что увеличение напряжения на его выходных клеммах
обеспечивается за счет увеличения тока в подводящей сети. Например, у
вас установлены автоматы защиты на 25 А, что практически соответствует
мощности подключенного оборудования при нормальном напряжении. В случае
падения напряжения в сети на 25% и установке стабилизатора он повысит
напряжение в сети до нормы за счет 25-процентного увеличения тока.
Скорее всего, в данной ситуации автомат сработает. Хорошо, если
установка стабилизатора потребует только установки других автоматов, в
некоторых случаях может понадобиться и замена подводящего кабеля. В
целом, установка мощных стабилизаторов представляет довольно сложную
защиту, поэтому для ее решения желательно привлечение специалистов.
Одно- и трехфазное исполнение
Далее следует определиться, какую модель стабилизатора
напряжения — однофазную или трехфазную — необходимо выбрать для работы
вашего оборудования. Рассмотрим два основных варианта подключения
нагрузки.
Первый. Нагрузка представляет собой одно законченное
устройство. В этом случае достаточно посмотреть в паспорте устройства
схему подключения к электросети и его потребляемую мощность (пиковую и
номинальную).
Второй. Нагрузку создают несколько приборов. Если среди них
есть хотя бы один прибор с трехфазной схемой подключения или если
суммарная мощность нагрузки велика, необходимо выбрать трехфазную
модель стабилизатора. Равномерное, распределенное по фазам (каналам
стабилизатора) распределение нагрузки позволит избежать перекоса фаз, а
также продлит срок службы стабилизатора. Учтите: нагрузка по любой из
фаз не должна превышать допустимое значение для данной модели
стабилизатора.
Современные трехфазные стабилизаторы 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 объединяют, их соединение в
трехфазную схему выполняют по месту установки.
Дополнительные функции
Некоторые модели стабилизаторов способны выполнять дополнительные функции. В их числе:
- возможность самостоятельного изменения настроек
стабилизатора (установка номинального выходного напряжения, отличного
от 220 В; изменение порогов защиты нагрузки от повышенного или
пониженного выходного напряжения);
- удобство эксплуатации (расширенная индикация параметров
работы стабилизатора (ЖКИ-дисплей, цифровой сегментный индикатор);
звуковое оповещение; мониторинг работы стабилизатора с компьютера;
удаленная сигнализация и управление стабилизатором);
- дополнительная защита (защита от перегрева силовых узлов; устройства самодиагностики стабилизатора).
Анализ рынка
Все присутствующие сегодня на рынке электротехнической
продукции стабилизаторы напряжения переменного тока условно делят на
следующие типы:
- стабилизаторы со ступенчатым регулированием (ступенчатые корректоры напряжения);
- феррорезонансные стабилизаторы;
- электромеханические стабилизаторы;
- стабилизаторы с подмагничиванием;
- стабилизаторы с фазовым регулированием;
- стабилизаторы с дискретным ВЧ-регулированием.
Стабилизаторы со ступенчатым регулированием представляют
собой наиболее широкий класс устройств, обеспечивающих поддержание
выходного напряжения с определенной точностью. Принцип стабилизации
основан на автоматической коммутации (переключении) секций (обмоток)
трансформатора с помощью силовых ключей (реле, тиристоров, симисторов).
Ступенчатые стабилизаторы весьма популярны в силу целого ряда
достоинств, в числе которых: высокая точность регулирования, высокое
быстродействие, широкий диапазон входного напряжения, возможность
работы на холостом ходу, отсутствие искажения формы входного
напряжения, широкий диапазон нагрузки (от 0 до 100%), высокое значение
КПД, возможность экономии затрат за электроэнергию. Единственным
недостатком данных стабилизаторов, заложенным в их конструкции,
является ступенчатое изменение выходного напряжения.
Феррорезонансные стабилизаторы построены на основе
использования эффекта феррорезонанса — напряжения в контуре
«трансформатор–конденсатор», обеспечивающего непрерывное регулирование
выходного напряжения в определенных пределах изменения нагрузки. В
настоящее время они находят ограниченное применение из-за ряда
недостатков, как-то: высокий уровень шумов при работе стабилизатора,
искажение формы входного напряжения; недопустимость работы в режимах
холостого хода и при перегрузках, значительная масса и габариты и
другие. К достоинствам данных приборов относят высокое быстродействие и
большой ресурс работы.
Электромеханические стабилизаторы представляют собой следящую
систему с использованием электродвигателя и автотрансформатора. Такая
система позволяет непрерывно и плавно регулировать выходное напряжение
без искажения синусоидальной формы. Плюсы данных устройств: высокая
точность регулирования, высокая перегрузочная способность, широкий
диапазон регулирования. Минусы: крайне низкое быстродействие,
необходимость регулярного обслуживания для сохранения рабочего ресурса,
наличие открытого скользящего электрического контакта и ограничение по
среде использования, пожароопасность, низкое качество работы с
современной электроникой.
Стабилизаторы с подмагничиванием основаны на компенсации
изменения напряжения сети путем регулирования коэффициента
трансформации за счет локального подмагничивания стержней
автотрансформаторов с магнитопроводом и системой обмоток.
Подмагничивание происходит с помощью тиристорного регулятора. Такие
стабилизаторы отличаются высокими перегрузочными способностями, но
имеют ограниченный диапазон регулирования и повышенный коэффициент
искажения синусоидальной формы выходного напряжения по сравнению со
ступенчатыми корректорами напряжения.
Стабилизаторы с дискретным высокочастотным (ВЧ) регулированием
основаны на использовании быстродействующих силовых транзисторов.
Считаются перспективным направлением в развитии стабилизаторостроения.
Сегодня они находятся на стадии разработок, в промышленном производстве
отсутствуют.
Популярные модели
На рынке электротехнического оборудования представлены
множество марок и моделей, но мы отметим лишь некоторые из них — те,
что заслуживают доверия потребителей и пользуются постоянным спросом.
Модели стабилизаторов | Цена, тыс. руб. |
СТСП трехфазные | от 59 до 424 |
Штиль однофазные | от 2 до 78 |
Штиль трехфазные | от 17 до 237 |
Лидер однофазные | от 2,2 до 143 |
Лидер трехфазные | от 52 до 428 |
SOLBY однофазные | от 1,6 до 36,5 |
SOLBY трехфазные | от 7 до 46,5 |
ORTEA Vega однофазные | от 30 до 46 |
ORTEA Orion трехфазные | от 120 до 888 |
Sassin однофазные | от 1,6 до 36,5 |
Sassin трехфазные | от 7 до 187,5 |
Среди наиболее популярных и востребованных сегодня моделей —
стабилизаторы напряжения «Штиль». Однофазные стабилизаторы «Штиль»
представлены сериями R, T, P, M — с дискретным (ступенчатым)
регулированием напряжения. Трехфазные модели «Штиль» включают серии R,
P и M. Модели серий R и P мощностью 3,6 кВА, 6 кВА и 9 кВА
конструктивно выполнены в едином корпусе. Модели большей мощности и
трехфазные стабилизаторы серии M представляют собой комплект из трех
однофазных моделей и блока коммутации.
Отличительной чертой стабилизаторов напряжения «Лидер»,
производимых ООО «ИПП Интепс», является наилучшая приспособленность к
особенностям российских электросетей. Стабилизатор «Лидер» выдерживает
большой диапазон колебаний входного напряжения.
Однофазные стабилизаторы «Лидер» представлены сериями W, SQ со
ступенчатым регулированием напряжения, трехфазные — сериями W, SQ также
с дискретным регулированием. Эти устройства выполнены на основе трех
однофазных стабилизаторов. Трехфазные стабилизаторы мощностью 6–30 кВА
реализованы в виде вертикальной стойки.
Стабилизаторы напряжения Ortea пользуются заслуженной
популярностью во всем мире. Их производит компания Ortea, являющаяся
крупнейшим производителем электростабилизирующей техники в Италии.
Мощность однофазных стабилизаторов электрического напряжения серии Vega
составляет от 0,2 до 15 кВА. Особенности стабилизаторов этой серии —
высокая надежность и плавная регулировка напряжения. Стабилизаторы Vega
снабжены индикатором входного напряжения, а также предохранителями или
термомагнитными размыкателями. В случае перегрузки данные устройства
подают аварийный звуковой сигнал, предусмотрен автоматический переход
стабилизатора в транзит.
Стабилизаторы напряжения Solby производит совместное
предприятие ЗАО «Энергетические технологии» в КНР. Выходная мощность
модели Solby SVC составляет от 0,5 до 30 кВА. Стабилизатор напряжения
SVC основан на электродинамическом принципе, его конструируют с
использованием усиленного щеточного узла, что повышает срок службы и
надежность работы изделия. На передней панели стабилизатора SVC
расположен индикатор режимов работы устройства. Стабилизаторы Solby
оборудованы системами защиты от перегрева и перегрузки.
Cтабилизаторы Sassin выпускает международная корпорация Sassin
International Electric Co., Ltd., занимающая лидирующие позиции среди
производителей аналогичной продукции в КНР. Стабилизаторы Sassin вносят
малое количество искажений в форму волны, отличаются высокой
надежностью и мощностью. Sassin поддерживают выходное напряжение с
точностью ±1,5% и могут работать в условиях повышенной влажности,
вплоть до 95%.
Стабилизаторы СТСП — это агрегаты, способные работать в
критических условиях окружающей среды: от –25°C до +45°C, влажность до
98%. Они обладают возможностью двукратной перегрузки, отслеживают
одновременно межфазное и фазное напряжения. Усиленная конструкция
стабилизаторов позволяет их эксплуатировать в зонах повышенной
сейсмической активности.
Одной из новинок рынка являются стабилизаторы ЭКФ,
разработанные год назад московской компанией «Флавир». ЭКФ разработаны
в соответствии с международными и российскими стандартами. Выпускаются
в двух модификациях: однофазном (с электронным принципом действия) и
трехфазном (с электромеханическим принципом действия).
Помимо обычных стабилизаторов напряжения, рынок предлагает
автотрансформаторы — ЛАТРы, которые при нестабильном входном напряжении
способны поддерживать на выходе номинальное напряжение электросети. Это
полностью автоматические устройства, рассчитанные на непрерывный режим
работы и не требующие постоянного внимания и особого ухода. ЛАТРы
плавно регулируют напряжение при питании от сети 220 В или 380 В
частотой 50/60 Гц.
ЛАТРы имеют широкий спектр применения и отличаются компактными
габаритами, небольшим весом, высоким КПД и безопасностью в работе.
Автотрансформаторы можно использовать как в промышленности, так и для
бытовых нужд: при наладке и тестировании бытового электрооборудования,
для поддержания в ручном режиме номинального напряжения на нагрузке
переменного тока при длительном отклонении напряжения сети и т. д.
ЛАТРы могут выдерживать перегрузку до 60 кВа. При первом подключении
необходима проверка сопротивления изоляции при помощи мегаомметра
(безопасное значение — 5 МОм).
Для того, чтобы многочисленная бытовая электроника доставляла
вам только радостные минуты, не забывайте использовать стабилизатор
напряжения. Один раз потратившись на этот полезный прибор, вы навсегда
перестанет зависеть от капризов электросети.