Стабилизатор напряжения при низком напряжении

Стабилизаторы напряжения

Начнем рассмотрение со стабилизаторов питающего напряжения и по порядку рассмотрим вначале преимущества, а затем недостатки применения этого типа устройств.

Преимущества стабилизаторов напряжения

1. Обеспечивают постоянное стабильное напряжение для питания наших электроприборов 220 В. Стабилизаторы сглаживают скачки и небольшие колебания питающего напряжения, выдавая на выходе стабильное напряжение 220 В.

При снижении напряжения обычно ниже 160 В, либо при превышении им значения 280 В, стабилизаторы отключаются от внешней питающей сети и обесточивают внутренних потребителей. Тем самым предохраняя электроприборы от выхода из строя.

2. Подключенное через стабилизаторы напряжения оборудование остается работоспособным. Такие электроприборы, как аудио- и видеотехника очень чувствительны к отклонениям питающего напряжения. Повреждение этих приборов такие колебания напряжения не вызывают, но могут сказываться на качестве его работы. Применение стабилизатора обеспечивает надежную работоспособность такого оборудования.

3. При применении стабилизаторов напряжения прекращают мерцать электрические лампочки. Это существенно продлевает срок их службы.

Недостатки стабилизаторов напряжения

1. Большие габариты. В большинстве случаев стабилизаторы напряжения довольно громоздки, и для их установки необходимо выделять дополнительное место. Габариты зависят от мощности подключаемой нагрузки. Чем больше мощность, тем больше габариты применяемого стабилизатора.

Во время своей работы эти устройства нагреваются, поэтому им необходимо достаточное место для эффективного охлаждения корпуса самого стабилизатора, и его внутренних элементов.

В трехфазных электрических сетях обычно применяют три отдельных стабилизатора напряжения, установленных в каждую фазу. Если устанавливать один трехфазный стабилизатор, то в случае короткого замыкания или пропадания одной из фаз, стабилизатор отключится.

Все однофазные потребители, подключенные к любой из фаз будут обесточены до тех пор, пока не восстановятся нормальные условия работы стабилизатора. Это очень неудобно, поэтому чаще применяется установка трех отдельных стабилизаторов напряжения в каждую из фаз. А это в свою очередь значительно увеличивает габариты.

2. Цена. Покупка хорошего стабилизатора напряжения может обойтись в приличную сумму денег.

Стабилизаторы намного дороже, чем реле контроля напряжения. В большинстве случаев стоимость является решающим фактором при выборе устройств защиты, и большинство пользователей склоняются в стороны приобретения реле напряжения.

3. Стабилизаторы чувствительны к пыли и влажности помещения, в котором они установлены. Внутри стабилизатора находится трансформатор, большое электромагнитное поле, которое притягивает пыль. Поэтому место установки должно быть хорошо защищено от пыли и влаги.

4. Чувствительность стабилизаторов напряжения к различным электрическим помехам. Если в электрической сети часты электрические помехи, это приведет к тому, что электроника стабилизаторов начнет «глючить», они могут отключиться, обесточивая тем самым всю квартиру.

Почему в сети напряжение ниже нормы?

Часто низкое напряжение наблюдается у половины улицы. А кто-то уже и не помнит, когда впервые эта проблема появилась. Просто продолжают аккуратно платить за свет, качество которого оставляет желать лучшего. За помощью обращаются и в районный совет, и Энергосбыт. На звонки, как правило, отвечают односложно: «Разберёмся». О проблемах знают все, но решить их никто не в состоянии. Объясняют: «Перепады в сети происходят из-за изношенности линий, большой нагрузки, которая ежедневно увеличивается».

Дело в том, что источник питания может находиться на балансе одного предприятия, а сети – на балансе другого. А к нужному совместному решению подачи напряжения, которое регламентируется ГОСТом, эти организации никак не придут. А ведь согласно ПУЭ каждые 5 лет должен проводиться капитальный ремонт энергоустановок. Да и замена старых кабельных линий в такой ситуации не помешает.

Основные неисправности стабилизаторов

Причины неисправностей стабилизаторов напряжения условно можно разделить на две категории:

• заводские дефекты и недостатки конструкции;
• неправильная установка и эксплуатация стабилизатора.

Неисправностей, связанных с встроенными недочётами конструкции, несколько больше, чем с неправильной установкой. Но именно монтаж с нарушением требований чаще всего выводит стабилизатор из строя.

Любой из таких приборов пропускает через себя существенные токи в десятки ампер. Поэтому все они подвержены чрезмерному выделению тепловой энергии и нуждаются в хорошем и непрерывном охлаждении. О том, как установить стабилизатор правильно, тем самым продлив ему жизнь, можно почитать в его описании.

Ещё один вредоносный фактор – это наличие в устройстве стабилизатора (не каждого) большого количества подвижных элементов. К ним относятся электромеханические реле и сервоприводы. Механика не обладает повышенной надёжностью, поэтому очень часто именно она выводит прибор из строя.

Реле в стабилизаторе

Методика проверки стабилизатора

Явный признак неисправности любого стабилизирующего аппарата – это отсутствие на его выходных клеммах напряжения, в то время как на входных оно присутствует. В таком случае устройство автоматически признаётся сломанным и нуждающимся в ремонте.

Более подробную диагностику может провести только квалифицированный специалист в условиях электротехнической лаборатории. Чтобы убедиться в правильности стабилизации, необходимо одновременно контролировать измерительными приборами вольтаж на входе и выходе прибора. Напряжение на нагрузке, независимо от питающего, должно лежать в узком диапазоне – 220-230 В. Т.е., сколько бы вольт ни приходило на вход стабилизатора, на выходе вольтаж должен оставаться неизменным. Причём это справедливо как для работы аппарата в режиме холостого хода, так и с подключением потребителя.

220 В на выходе стабилизатора

Рейтинг популярных моделей

Вот несколько неплохих бытовых стабилизаторов напряжения, которые можно купить для использования дома или на даче.

РЕСАНТА ACH-5000/1-Ц

РЕСАНТА ACH-5000/1-Ц – это относительно недорогой однофазный релейный стабилизатор, который хорошо подойдет для домашнего использования.

Вот основные технические характеристики этого устройства:

Количество фаз	1
Номинальная мощность	5 кВт
Входное напряжение	До 260 В
Тип подачи тока на трансформатор	реле

Точность стабилизации Ресанты составляет 92%, что является довольно неплохим показателем. КПД устройства составляет 97% — прибор почти не теряет ток во время обработки.

Присутствует защита от:

• Короткого замыкания.
• Перегрева.

• Резкого повышения напряжения.
• Электропомех.

При срабатывании защиты, устройство автоматически отключается.

РЕСАНТА имеет монохромный жидкокристаллический экран с подсветкой, на котором отображаются входное и выходное напряжение, а также некоторые другие сведения о ходе работы прибора.

Штиль

Штиль – это стабилизаторы другого типа, электронные.

Вот основные технические характеристики этих устройств:

Количество фаз	1
Номинальная мощность	6 кВт
Входное напряжение	До 275 В
Тип подачи тока на трансформатор	Электронный блок управления

Точность стабилизации у Штиля составляет 95%, КПД также равен 95%.

Присутствует защита, которая срабатывает в двух случаях:

Штиль идеально подойдет для обеспечения электроснабжения в небольшом загородном доме или городской квартире.

Достоинство Штиля – гарантия, срок которой равен двум годам.

ORTEA ORION 15

ORTEA ORION 15 – это дорогой и мощный стабилизатор, рассчитанный на серьезные нагрузки. Он подходит для запитывания большого загородного дома или для использования на малом производстве, в торговле.

Вот основные технические характеристики устройства:

Количество фаз	3
Номинальная мощность	15 кВт
Входное напряжение	До 253 В
Тип подачи тока на трансформатор	Электромеханическая регуляция

Слабая сторона модели – максимально допустимое входное напряжение, которое составляет всего 253 В. Это довольно мало – в сельской местности бывают довольно резкие скачки вольтажа. Однако этот недостаток с лихвой компенсируется очень высоким КПД (98%) и точной работой (процент искажений здесь равен 0,5%).

Конструкция предусматривает систему защиты, которая срабатывает при:

• Превышении максимально допустимого входного напряжения.
• Короткого замыкания.

APC by Schneider Electric Line-R LS1000-RS

APC by Schneider Electric Line-R LS1000-RS – компактный стабилизатор, который стоит около 1 500 рублей. Он выполнен в виде небольшого пластмассового прямоугольника с тремя розетками. Ради компактности пришлось пожертвовать размерами трансформатора, поэтому высокой мощностью эта модель похвастаться не может.

Вот ее основные характеристики:

Количество фаз	1
Номинальная мощность	1 кВт
Входное напряжение	До 242 В
Тип подачи тока на трансформатор	Реле

Несмотря на низкую стоимость и малый размер, APC имеет довольно неплохие параметры отклонения выходного сигнала – не больше 10%. А вот КПД низковат – всего 90%. Тем не менее, для устройства за 1 500 очень неплохо.

HOME СНР1-0-0,5

Еще один компактный стабилизатор. Правда, за счет применения объемного трансформатора, обеспечивающего более стабильную работу, цена у него выше, чем у АРС, и составляет примерно 2 000 рублей. Подходит для использования на небольших площадях или запитывания отдельных приборов.

Ниже приведены основные характеристики модели:

Количество фаз	1
Номинальная мощность	500 Вт
Входное напряжение	До 250 В
Тип подачи тока на трансформатор	Реле

Какой стабилизатор напряжения нужен для холодильника

Есть несколько ключевых моментов, которые необходимо учитывать при выборе стабилизатора для холодильника и ниже я все их опишу.

1. Стабилизатор напряжения для любого бытового холодильника должен быть однофазный, на 220В

Абсолютное большинство бытовых холодильников, не зависимо от количества камер, размеров, функций и т.д. – однофазные и работают от напряжения 220В. Они подключаются к стандартной бытовой розетке, соответственно и стабилизатор напряжения для них нужен аналогичный – однофазный.

2. Какого типа лучше выбрать стабилизатор для холодильника

В настоящее время существует достаточно много разновидностей стабилизаторов напряжения. Все они основаны на различных принципах действиях и компонентах. Различаются по скорости срабатывания, диапазону регулирования, степени защищенности и еще по целому ряду характеристик.

Конечно, всегда проще рекомендовать самые современные совершенные модели, которые наверняка максимально эффективно будут стабилизировать напряжение и поддерживать работу холодильника в широком диапазоне входящего напряжения. Но будем реалистами, для многих в стабилизаторе важнее простота, надежность, ремонтопригодность и главное его стоимость.

В настоящее время самым эффективным решением, именно для холодильника будет обычный релейный стабилизатор. Основой которого является автотрансформатор с несколькими отводами с разной степенью трансформации.

Обычно, если мои клиенты спрашивают у меня, какой им купить стабилизатор напряжения для холодильника, я советую выбрать недорогую, но уже полюбившуюся многим РЕСАНТУ ACH-2000 или её аналоги, которые всегда есть в наличии в самых популярных магазинах электрооборудования и нет проблем с покупкой и сервисом.

При этом, всего за 2000-2500 рублей вы получаете достаточно надежный и быстрый стабилизатор напряжения, мощностью 2 кВА (Выдаёт 2 кВт активной мощности), обычно этого хватает чтобы даже при достаточно сильных просадках напряжения ваш холодильник продолжал бесперебойно работать.

3. Какая должна быть мощность стабилизатора напряжения для холодильника

Мощность стабилизатора напряжения – это величина, которая показывает какую максимальную нагрузку может питать данное устройство

При этом важно помнить, что у большинства особенно недорогих моделей стабилизаторов, есть прямая зависимость падения отдаваемой мощности в зависимости от входящего напряжения в сети

Если говорить простыми словами, то если, например, у вас напряжение в розетке падает до 190В, то стабилизатор мощностью 1000 ВА, будет держать все 100% заявленной нагрузки, но как только напряжение упадёт ниже, например, до 150В – то максимальная возможная нагрузка упадёт, обычно где-то на 40% и будет составлять уже всего 600 ВА.

Давайте рассмотрим, как учесть все эти факторы при выборе стабилизатора напряжения.

Итак, при расчете мощности стабилизатора необходимо знать две основные величины:

  — Пусковой ток или мощность компрессора холодильника

  — Минимальное и максимальное напряжение в сети

Для чего нужен стабилизатор напряжения

Пониженное и/или нестабильное напряжение в сети электропитания может необратимо повредить всю бытовую технику в Вашем доме!

И, 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%.

Бытовая техника, подключенная через стабилизатор, работает в щадящем режиме электропитания со стабилизированным входным напряжением питающей сети, что позволяет значительно продлить ее эксплуатационный ресурс и даже сэкономить на электроэнергии т.к. вся бытовая техника изначально проектируется на конкретное значение в сети.

Стабилизаторы также могут использоваться для защиты электродвигателей. Возможно, Вы замечали как трудно стартовать электродвигателю при пониженном питании в сети.

Если подано питание меньше нормы — двигателю не хватает пусковой мощности, он просто стоит и потребляет огромный пусковой ток, который раз в пять-семь больше рабочего. Двигатель очень быстро перегревается и выходит из строя.

А теперь представьте, что это двигатель Вашей новой стиральной машинки или нового холодильника — нужен стабилизатор.

Стабилизатор для частного дома или дачи — просто необходим для защиты от постоянных перепадов напряжения в сети.

Для корректного повышения/понижения напряжения в сети, для защиты то низкого/высокого значения питания необходим повышающий/понижающий стабилизатор от авторитетного производителя.

Значение вольтодобавки будет автоматически подбираться в зависимости от уровня просаженности во входной электросети, а в случае аварийного изменения входного напряжения вся аппаратура будет автоматически отключена от сети.

1. Зачем нужен стабилизатор:
2. Если у Вас в доме нет ничего более ценного, чем лампочки накаливания, однозначно, — стабилизатор Вам не нужен.
3. Есть смысл задуматься о покупке стабилизатора, если у Вас есть хотя бы холодильник или микроволновая печь и питание в сети периодически падает ниже 190 вольт.
4. Ну и если у Вас «полный фарш» бытовой техники и питание периодически отклоняется вверх выше 250 вольт и/или вниз ниже 190 вольт — Вам крайне необходимо защитить всю электросеть в доме мощным стабилизатором сетевого напряжения.

Вывод очевиден:

Принцип работы стабилизатора напряжения

• Принцип работы стабилизатора заключается в отслеживании изменений входного питания и корректировке в соответствии с ситуацией:
• При изменении входного напряжения, первую фазу (20 миллисекунд) стабилизатор использует для замера.
• После замера происходит реагирование на ситуацию. При изменении напряжения в пределах диапазона, происходит выравнивание до 220 В.
• При падении значения ниже диапазона, стабилизатор переходит в режим «вытягивания» — поднимает питание, на сколько хватает ресурса трансформатора.
• При скачке выше диапазона, происходит аварийное отключение.
• Импульсные скачки и скачки при отключениях и включениях электроэнергии не пропускаются.
• Регулировка напряжения в стабилизаторе организовано методом переключения добавочных обмоток специального трансформатора.

Переключение осуществляется электронными ключами в момент прохождения синусоиды напряжения через нулевую отметку. Электронные ключи управляются процессором по специальной программе.

Процессор собирает данные с датчиков и коммутирует ключи по заданному алгоритму. Также, процессор не допускает включения более одного ключа и следит за исправностью ключей.

Процессор также собирает данные с сопутствующих датчиков, не обозначенных на схеме (силы тока, нагрева трансформатора, питания процессора, и др.).

В алгоритм программы процессора заложены следующие режимы:
Транзит — режим, когда 220 В на входе нормальное и стабилизатор обеспечивает защиту только от внезапных скачков.
Повышение — режим, когда питание на входе ниже нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает его до номинального.
Вытягивание — аварийный режим, когда 220 В на входе ниже нормы и ниже диапазона

Обратите внимание! Стабилизатор не отключается, а поднимает питание, на сколько хватает ресурса трансформатора.
Понижение — режим, когда напряжение на входе выше нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает питание до номинального.
Авария — режим, когда 220 В на входе выше диапазона регулирования, стабилизатор отключается, переходя в дежурный режим и «ждет» падения питания.
Задержка включения — режим обеспечивает сглаживание скачка при включении электроэнергии.

Сервопривод аппарата и его ремонт

Одной из частых причин выхода из строя электромеханических стабилизаторов является поломка сервопривода. Он представляет собой небольшой электрический двигатель. Задача привода – перемещать щёточный механизм по обмотке трансформатора.

Проблема заключается в том, что новый мотор стоит сравнительно больших денег, поэтому экономически целесообразнее починить имеющийся. В случае механических проблем, таких как заклинивание вала привода, разрушение каких-либо элементов крепления, их можно устранить простыми слесарными работами. Т.е. понадобится протянуть крепежи, перебрать мотор, возможно, заменить втулки или подшипники.

В случае перегорания обмотки привода её можно перемотать. Однако процесс этот трудоёмкий и требует участия электрообмотчика (профессия) с опытом ремонта подобных двигателей.

Релейные или электромеханические…

На видео слышно, как переключаются реле.

Другой вариант — электромеханические (они же сервоприводные) стабилизаторы. В них нет щелчков, но зато такой стабилизатор жужжит при выравнивании параметров тока. Это тоже может надоесть и вызывать дискомфорт.

Видео. Пример работ сервоприводного стабилизатора.

Почему такие приборы покупают?

Первый вариант прост своей конструкцией и тем самым надежен, а так же относится к бюджетному ценовому сегменту, да и установить их можно в техническое помещение.

Второй вариант очень точен, там нет ступеней, например в 5 вольт, а, следовательно, и погрешность низкая. Кроме того, к звукам от стабилизатора можно привыкнуть, как, например, к работе холодильника.

Решение

Если все-таки, привыкнуть к звукам прибора не удается, то стоит задуматься о приобретении бесшумных моделей, мы их рассматривали в обзорах на СтабЭксперт.ру. Это, например тиристорные (обзор), симисторные (пример) или инверторные модели (пример). Они дороже (особенно последние), но при этом отличаются не только тишиной, но и превосходят релейные и механические в скорости обработки, надежности и ряде других параметров.