Стабилизатор напряжения или ибп — что лучше, в чем отличие

Схема подключения и монтаж реле напряжения

Большинство реле монтируются в распределительном щитке на DIN-рейку. Они могут устанавливаться в любом положении, сохраняя при этом свою работоспособность. Однако схема подключения у разных моделей будет отличаться, поэтому она наносится на корпус каждого прибора.

Это позволяет легко соединить реле контроля трехфазного напряжения с электрической цепью, соблюдая правила, одинаковые для всех типов этих устройств.

Подключение вводных контактов к сети осуществляется через контактор или специальный пускатель. Проводники всех трех фаз подключаются к соответствующим клеммам, расположенным сверху прибора. Фазы маркируются буквами А, В и С, а клемма для нулевого провода – буквой N.

Нижние клеммы нумеруются 1, 2, 3 и подключаются в следующей последовательности:

• Из клеммы № 1 проводник подсоединяется к одному из выходов катушки, находящейся в контакторе.
• Клемма № 3 подключается к любой фазе, проходящей в обход реле напряжения.
• Второй выход катушки контактора подключается к нулевому проводнику трехфазной сети.

Соединение силовых элементов осуществляется следующим образом. Каждая фаза, подающая напряжение, подключается к соответствующей входной клемме контактора. Проводники, отходящие к нагрузке, соединяются с выходными клеммами контактора. Для подключения нулевых проводников в распределительном щитке устанавливается общая нулевая шина.

Контакты всех соединений должны быть максимально плотными, поэтому желательно не пользоваться скрутками, особенно при соединении проводников с клеммами контактора. Существуют специальные наконечники, обеспечивающие надежный контакт. Все подключения выполняются с помощью медных проводов, сечением от 1,5 до 2,5 мм2.

Ассортимент фильтров и дросселей

Входные сетевые дроссели ACL для ЧП переменного тока. Ограничители обеспечивают надежную защиту устройств от скачков напряжения.

Ценные преимущества использования катушек индуктивности:

• защита от перекоса фаз;
• уменьшение скорости увеличения токов КЗ;
• повышение долгосрочной службы конденсатора.

Входные ограничители INV служат для решения вопроса электромагнитной совместимости и экономии электроэнергии.

Выполняемые функции ограничителей:

• защита преобразователя частоты в случае мощных выбросов напряжения в электросети;
• уменьшение импульсных помех.

Выходные катушки индуктивности FS (ферритовые кольца) –электрофильтры синфазных помех. Рекомендуются к использованию в совокупности с электрофильтрами EMC. Данные устройства представляют собой дифтрансформаторы с ферритовым сердечником, «обмотками» коего служат провода моторного кабеля. Электрофильтр уменьшает высокочастотные излучения, к примеру, когда используются неэкранированные кабели. Требуемое число колец прямо пропорционально размерам, рабочему напряжению ПЧ, длине кабеля.

Иногда требуется создать пакет из колец для исключения перенасыщения, об этом свидетельствует температура колец выше 70 °C (которая в нормальных условиях ниже). Провода необходимо использовать лишь с круглыми жилами.

Выходные электрофильтры dU/dt FLS относятся к разряду низкочастотных устройств, ослабляющих частоты выше заданной частоты среза. Являют собой Г-образную форму из дросселей и конденсаторов.

В основном применяются в:

• частотно-управляемых приводах(ЧРП) с частым рекуперативным торможением;
• приводах со старым двигателем или коротким моторным кабелем (менее 15 м);
• ЧРП с двигателем, работающим при высокой температуре.

Дроссели ДРТ для преобразователя частоты – ограничители, снижающие вероятность повреждения защищаемого электроустройства из-за импульсных перенапряжений. Последние могут вызваны такими причинами, как:

• установка вблизи с приводом электронного оборудования большой мощности;
• двигатели с запуском посредством магнитных пускателей;
• аварийной ситуации;
• применение сварочника вблизи ЧП.

Синусные фильтры типа OSF— призваны обеспечивать защиту изоляционных обмоток двигателей от перепадов в сети. Дают возможность сглаживать ШИМ ЧП и получить качественную синусоиду. Используются в случае, когда длина провода превышает 50-100 м.

Структура механизма идентична конструкции электрофильтров dU/dt. Разница в том, что из дросселя и конденсаторов с большими номиналами образуется LC-фильтр. Размеры устройств достаточно велики, примерно равны габаритам самого преобразователя частоты.

Входные сетевые дроссели DCL в цепи постоянного тока предназначены для коррекции нестандартных форм волн, созданных конденсаторными фильтрами. Функции заключаются в сглаживании нежелательных гармоник и пульсаций в шинах постоянного тока при нарастающей мощности.

Выходные моторные дроссели OCL переменного тока–оптимальное решение для повышения ресурса приводов путем защиты от воздействия наивысших гармоникна выходе. Если расстояние 100-120 м до двигателя, то, скорее всего, понадобится моторный дроссель.

Это интересно: Подключение двух мощных электроприборов в одну розетку

В чем причины перепадов напряжения в сети?

Система электроснабжения в нашем государстве далеко не совершенна. Из-за этого положенная величина напряжения 220В, с расчетом на которую изготавливают всю бытовую технику, выдерживается далеко не всегда. В зависимости от того, какая нагрузка в конкретный момент приходится на сеть, напряжение в ней может колебаться в значительных пределах.

Скачки напряжения в наших сетях не являются редкостью из-за того, что подавляющее большинство всех элементов энергоснабжающей системы разрабатывалось несколько десятилетий назад и не рассчитывалось на современную нагрузку. Ведь практически в любой современной квартире имеется множество домашних энергопотребителей. Конечно, это делает проживание более комфортным, но вместе с тем значительно увеличивает потребление электричества. Линия далеко не всегда может справиться с такими нагрузками, следствием чего становятся частые перепады напряжения.

Один из способов защиты от перенапряжения сети на видео:

Надеяться на то, что вскоре старая система будет полностью переделана с учетом современных требований, не стоит. Поэтому защита от скачков напряжения электролинии и подключенных к ней аппаратов – это та задача, при решении которой хозяевам приходится думать собственной головой и работать своими руками.

Теперь поговорим о причинах, из-за которых возникают скачки напряжения, более подробно. Обычно изменения разности потенциалов происходят без резких бросков, и современная техника, рассчитанная на работу в пределах от 198 до 242В, способна справиться с ними без ущерба для себя.

Речь пойдет о тех случаях, когда напряжение в течение долей секунды повышается в разы, а затем столь же быстро снижается. Это и есть то явление, которое называется – скачок напряжения. Вот каковы причины, по которым оно чаще всего происходит:

• Одновременное включение (или, наоборот, отключение) нескольких приборов.
• Обрыв нулевого проводника.
• Удар молнии в линию электропередачи.
• Разрыв жил внутри провода из-за падения на ЛЭП дерева
• Неправильное подключение кабелей в общем электрощите.

Как видим, скачок напряжения может произойти по разным причинам. Предугадать, когда он произойдет, попросту нереально, а значит, подумать о защите от перепадов напряжения следует заблаговременно.

Пример монтажа реле напряжения на видео:

Что нужно для подключения

Помимо самого стабилизатора, вам понадобится ряд дополнительных материалов:

трехжильный кабель ВВГнГ-Ls

Сечение провода должно быть точно таким же, как и на вашем вводном кабеле, который приходит на рубильник или автомат главного ввода. Так как через него будет идти вся нагрузка дома.

выключатель трехпозиционный

Данный выключатель в отличие от простых, имеет три состояния:

123

Можно использовать и обычный модульный автомат, но при такой схеме, если понадобится отключиться от стабилизатора, придется каждый раз полностью обесточивать весь дом и перекидывать провода.

Есть конечно же режим байпас или транзит, но чтобы перейти на него, нужно соблюдать строгую последовательность. Подробнее об этом будет сказано ниже.

С данным переключателем, вы одним движением целиком отсекаете агрегат, а дом остается со светом напрямую.

провод ПУГВ разных цветов

Вы должны четко понимать, что стабилизатор напряжения устанавливается строго до электросчетчика, а не после него.

Ни одна энергоснабжающая организация вам не разрешит подключиться по другому, как бы вы не доказывали, что тем самым, кроме эл.оборудования в доме, вы хотите защитить и сам прибор учета.

Стабилизатор имеет свой холостой ход и также потребляет эл.энергию, даже работая без нагрузки (до 30Вт/ч и выше). И эта энергия должна быть учтена и подсчитана.

Второй важный момент – крайне желательно, чтобы в схеме до места подключения прибора стабилизации было либо УЗО, либо дифф.автомат.

Это рекомендуют все производители популярных марок Ресанта, Sven, Лидер, Штиль и т.п

Это может быть вводной дифф.автомат на весь дом, не важно. Главное, чтобы само оборудование было защищено от утечек тока

А пробой обмоток трансформатора на корпус, не такая уж и редкая вещь.

Особенности защиты домашней электропроводки

Организация защиты от возникающего высокого напряжения – один из ключевых вопросов при прокладке электросети в жилом доме. Осуществляется она с помощью особых трансформаторов и фильтров сети. Во многих домах на этажных щитках устанавливаются автоматические выключатели, которые защищают от электротоков при коротком замыкании и временных перегрузок.

Когда возможна высокая нагрузка, все устройства, защищающие сети от повышенного напряжения, должны иметь приспособления для автоотключения и выключатели, реагирующие на изменения показателей тока. Как правило, самая надежная защита от подобных скачков ставится на входном силовом проводе, поскольку именно он испытывает наибольшее воздействие во время пиков нагрузки.

Схема защиты от перенапряжения домашней электросети бывает простой и многоуровневой. Простая – представлена в основном реле перенапряжения в этажных щитках, а многоступенчатая (комбинированная, защищающая как от бытовых скачков напряжения, так и от импульсных, при грозах) – УЗИП, т.е. устройства защиты от импульсных перенапряжений. Такие устройства наиболее часто встречаются в частных домах.

Устройство защиты от импульсного перенапряжения

Обратите внимание! Электронные приборы выходят из строя как из-за повышенного, так и из-за пониженного напряжения в сети (например, холодильники тяжело запускаются, что негативно сказывается на их дальнейшей работе). Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание

Изоляционные слои домашних электросетей рассчитаны, как правило, на стандартные 220в, поэтому, если напряжение возрастает многократно, в диэлектрическом слое проскакивает искра, которая может спровоцировать электродугу и дальнейшее возгорание.

Чтобы не допустить негативных последствий, применяют следующие защиты, функционирующие по таким принципам:

• при резком внеплановом повышении напряжения происходит отключение электросхемы в доме или в квартире;
• вывода полученного сверхнормативного электрического потенциала от электроприборов путем перевода его в земляной контур.

Если напряжение поднимается незначительно (например, до 380 вольт), на помощь приходят различные стабилизаторы. Однако их защитные возможности довольно ограничены – они больше рассчитаны на поддержание заданных рабочих значений в электросетях.

Стабилизаторы напряжения применяются для поддержания рабочих параметров электросети

При проектировании защиты для частного дома рассматривают различные конструкционные решения и их технические характеристики. Необходимо учитывать принципы формирования базы ограничителей перенапряжения (опн). Например, газонаполненные разрядники после того, как импульс прошел, пропускают через себя т.н. сопровождающий ток, напряжение которого сопоставимо с коротким замыканием. По этой причине они сами могут быть источником возгорания, и их нельзя применять для защиты от электрического пробоя.

Для домашних сетей чаще всего применяют варисторное устройство защиты (полупроводниковые резисторы) – реостаты, скомпанованные из варисторных «таблеток» из смеси оксидов цинка, висмута, кобальта и других. При штатном функционировании электросети такой автомат защиты допускает микроскопические утечки, а при проходе импульса повышенной вольтажности – способен мгновенно перестроиться на режим «туннеля» и «спустить» больше тысячи ампер за очень короткий промежуток времени, поскольку сопротивление на этом приспособлении снижается с возрастанием силы тока, после чего происходит быстрое возвращение к штатной «боевой готовности».

Варисторные таблетки невелики по размеру

Это интересно: За что могут отключить электроэнергию в частном доме и квартире

Преимущества РН перед стабилизатором

Когда проблемы с электричеством требуют 100% установки реле контроля, здесь все ясно. Но иногда возникает вопрос: а что если вместо РН поставить стабилизатор? Ведь, кроме защиты сети он вдобавок улучшит качество напряжения. Разобраться с этим вопросом помогут некоторые преимущества РН перед стабилизатором:

1. Многие модели стабилизаторов, особенно дешевые, уступают реле по быстроте срабатывания защиты при возникновении критических показателей напряжения. Конкурировать в вопросе защиты с РН могут только симисторные стабилизаторы, но такие приборы имеют высокую стоимость.
2. РН отличается компактными размерами, что не скажешь о внушительном корпусе стабилизатора. Эта характеристика существенно упростит монтаж. Установка реле может быть выполнена на DIN рейку непосредственно в квартирном щитке. Хозяину останется только подсоединить к контактам провода. Установка стабилизатора требует изготовления ниши или защитного ящика возле щитка. А при невозможности сделать это за пределами помещения, прибор придется размещать в квартире.
3. Главной положительной чертой реле контроля является его мгновенная реакция на критический показатель напряжения, которая измеряется миллисекундами.
4. И последнее, надо отметить вопрос комфорта. Каков бы ни был стабилизатор, он будет создавать шум во время работы. Пусть не сразу, но со временем точно. Это связано с тем, что его электрическая схема имеет силовой трансформатор. Именно он с продолжительностью работы начинает издавать неприятный гул. В свою очередь, реле контроля защищает домашнюю сеть бесшумно.

Рассмотрев эти важные нюансы, можно сделать вывод, что если вместо стабилизатора можно обойтись установкой РН, то лучше отдать предпочтение последнему.

Схемы подключения

Методики подключения реле к однофазной сети:

1. При мощности нагрузки менее 7 кВт реле ставится после счетчика и автомата. В схеме не используется магнитный пускатель, поскольку сила тока в цепи не превышает 32 А. При монтаже реле следует учитывать, что устройство обеспечивает защиту только от перепадов напряжения и должно использоваться одновременно с автоматическим предохранителем.
2. Установка реле между главным автоматом и счетчиком. Предохранитель подключается к вводу питания в помещение, а затем подсоединяется реле. К выходным клеммам коммутируется счетчик электроэнергии, фаза после прибора учета разводится пакетом автоматов по комнатам или рабочим зонам. Нулевой кабель от счетчика выводится на отдельную шину, от которой проведены кабели к розеткам и светильникам. По аналогичной схеме выведены кабели заземления, которые подключены к шине, соединенной с общим контуром заземления здания.
3. При повышенной мощности нагрузки в цепь вводится контактор или магнитное реле, к которому подключается фаза. Дополнительный кабель соединяет фазу контактора с фазовым входом на защитном реле. После магнитного пускателя устанавливаются автоматы, нулевая шина и заземление разводится к потребителям от отдельных реек.

Схема напряжения реле напряжения.

При использовании трехфазной сети на входе ставится специальный прибор учета, от которого идут 4 кабеля. Каждая фаза последовательно подключается к автоматическому предохранителю и однофазному реле. Выходной провод с нулевым кабелем обеспечивает получение напряжения 220 В. Всего на выходе из данной схемы получается 3 линии переменного тока, позволяющих подсоединять бытовое оборудование.

Список источников

• StrojDvor.ru
• HomeMyHome.ru
• electric-220.ru
• sovet-ingenera.com
• SamElectric.ru
• samelectrik.ru
• electrikmaster.ru
• electricvdome.ru
• electricremont.ru
• YaElectrik.ru
• www.diy.ru
• knigaelektrika.ru
• elektrik-sam.info

Релейный стабилизатор

В релейных стабилизаторах, также как и в электромеханических, роль человека передана автоматике. За напряжением на нагрузке следит микроконтроллер, нагрузка подключается к автотрансформатору через одно из схемных реле, а микроконтроллер всегда выбирает для включения то реле, которое обеспечит на выходе наиболее близкое к номинальному значение.

Конструктивно автотрансформатор релейного стабилизатора представляет собой тороидальный сердечник из магнитомягкой стали или пермаллоя, на который намотана обмотка из изолированного медного провода с рядом отводов, выведенных на контакты реле.

Иногда в релейном стабилизаторе вместо автотрансформатора устанавливается трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой с отводами (называемой вольтодобавочной), секции которой подключаются поочередно вплоть до достижения необходимого напряжения на выходе.

Кстати, о напряжении на выходе… Если стабилизатор снабжен вольтметром контроля выходного напряжения, сверьте его показания с показаниями внешнего вольтметра, недобросовестный производитель может включить контрольный вольтметр так, чтобы он неизменно показывал 220 В, в то время как напряжение может отклоняться от номинального. Официальная легенда гласит, что это делается для того, чтобы меньше нервировать конечного потребителя.

Достоинства и недостатки релейного стабилизатора обусловлены его конструктивными особенностями.

Достоинства:

• малые габаритные размеры и вес (автотрансформатор работает в более щадящем тепловом режиме, чем трансформатор с двумя обмотками);
• низкая стоимость, порядка 900-1200 рублей за 1 кВт мощности;
• широкий диапазон изменения входного напряжения, от 100 В до 280 В в некоторых моделях;
• могут защитить от резких перепадов входного напряжения, изменения отрабатываются со скоростью до 250 В/с;
• низкая чувствительность к частоте входного напряжения и его форме;
• широкий диапазон рабочих температур – от -40 до +40 °С;
• допустимая длительная перегрузка до 110%, кратковременно — двукратная.

Недостатки:

• реле – самые ненадежные элементы конструкции, реле с подгоревшими контактами выводят из строя весь стабилизатор и требуют немедленной замены;
• ступенчатая регулировка выхода не обеспечивает постоянство напряжения на нагрузке, обычно оно изменяется от 203 до 237 В, и погрешность доходит до 8%. Особенно сильно это заметно по изменению яркости ламп накаливания;
• при переключении ступеней нагрузка на короткое время (20-30 мс) обесточивается, не все потребители рассчитаны на подобный перерыв, мигают лампочки, цифровая техника может самопроизвольно переключиться в какой-нибудь странный режим;
• при повышении точности стабилизации выходного напряжения (и усложнении конструкции стабилизатора) падает скорость реакции на изменения по входу, и время стабилизации доходит до 150 мс;
• при полном пропадании сети и последующем ее восстановлении, напряжение на выходе появляется с задержкой (где-то через 6 с). Это обусловлено особенностями работы алгоритмов вычисления требуемого режима работы;
• при частом изменении входного напряжения работа стабилизатора сопровождается слышимыми щелчками в результате отпускания одного реле и срабатывании другого (подробнее здесь).

Схемы подключения

Вот основные схемы подключения УЗИП в зависимости от исполнения систем заземления на примере моделей от Schneider Electric. Схема подключения однофазного УЗИП в системе TT или TN-S:

Здесь самое главное не перепутать место подключения вставного картриджа N-PE. Если воткнете его на фазу, создадите короткое замыкание.

Схема трехфазного УЗИП в системе TT или TN-S:

Схема подключения 3-х фазного устройства в системе TN-C:

На что нужно обратить внимание? Помимо правильного подключения нулевого и фазного проводников немаловажную роль играет длина этих самых проводов. От точки подключения в клемме устройства до заземляющей шинки, суммарная длина проводников должны быть не более 50см!

От точки подключения в клемме устройства до заземляющей шинки, суммарная длина проводников должны быть не более 50см!

А вот подобные схемы для УЗИП от ABB OVR. Однофазный вариант:

Трехфазная схема:

Давайте пройдемся по некоторым схемкам отдельно. В схеме TN-C, где мы имеем совмещенные защитный и нулевой проводники, наиболее распространенный вариант решения защиты – установка УЗИП между фазой и землей.

Каждая фаза подключается через самостоятельное устройство и срабатывает независимо от других.

В варианте сети TN-S, где уже произошло разделение нейтрального и защитного проводника, схема похожа, однако здесь монтируется еще дополнительный модуль между нулем и землей. Фактически на него и сваливается весь основной удар.

Именно поэтому при выборе и подключении варианта УЗИП N-PE, указываются отдельные характеристики по импульсному току. И они обычно больше, чем значения по фазному.
Помимо этого не забывайте, что защита от грозы это не только правильно подобранный УЗИП. Это целый комплекс мероприятий.

Их можно использовать как с применением молниезащиты на крыше дома, так и без нее.

Особое внимание стоит уделить качественному контуру заземления. Одного уголка или штыря забитого в землю на глубину 2 метра здесь будет явно не достаточно

Хорошее сопротивление заземления должно составлять 4 Ом.