Как выбрать стабилизатор напряжения?

По каким параметрам обычно выбирают стабилизатор напряжения?

При выборе стабилизатора напряжения обязательно укажите основные параметры его работы.

Виды, плюсы, минусы

Стабилизаторы напряжения бывают разных типов, изготавливаются они из разных типов компонентов — электромеханические, электронные. Часть из них имеет электромеханическое управление, часть электронное. Чтобы правильно выбрать оборудование, нужно иметь представление о преимуществах и недостатках.

Электронные (симисторные)

Они собраны на симисторах или термисторах. Они имеют несколько уровней регулировки, которые включаются/выключаются в зависимости от входного напряжения. Переключение можно производить с помощью электронного ключа (работает бесшумно, но это более дорогие модели) или электронного реле (при срабатывании есть звук).

К достоинствам электронных стабилизаторов можно отнести высокую скорость реакции (время начала одной ступени около 20 мс). Электронные ключи работают очень быстро, подключайте необходимое количество ступеней коррекции или отключайте их. Еще один положительный момент – тихая работа. Тут шуметь нечему — электроника работает.

Есть и недостатки. Первая — низкая точность стабилизации. В этой категории вы не найдете моделей, выдающих напряжение с погрешностью менее 2-3%. Это просто невозможно, так как регулировка ступенчатая и погрешность достаточно высока.

Другой недостаток – высокая цена. Триаки стоят дорого, и их столько же, сколько каскадов. То есть чем больше ступеней и выше точность регулировки, тем дороже оборудование.

Электромеханические

Они собраны на основе электромагнитной катушки, по которой движется бегунок. Положение ползунка изменяется с помощью двигателя или реле. Преимуществом электромеханического стабилизатора является его низкая цена и высокая точность стабилизации. Недостаток — низкая производительность — параметры меняются медленно. Другой минус — довольно высокая работа.

Агрегаты с мотором работают тише, но регулировка происходит медленно. Среднее время реакции составляет 20 В за 0,5 секунды. При резких скачках прибор просто не успевает изменить напряжение. У стабилизаторов этого типа есть еще одна проблема — перенапряжение. Возникает в ситуации, когда ранее сброшенное напряжение внезапно приходит в норму.

Стабилизатор не успевает среагировать, в результате имеем скачок на выходе, может получить до 260 В, а это вредно для техники. Во избежание такой ситуации на выходе установлена ​​защита по напряжению (автоматический выключатель напряжения), которая просто отключает питание.

Если электромеханический стабилизатор напряжения для дома собран на базе реле, то время срабатывания меньше, но шумят при работе, а регулировка не плавная, а ступенчатая. Это означает, что они имеют более низкую точность стабилизации.

Но перенапряжения нет и о дополнительной защите думать не приходится. Чтобы не путать, эти устройства называются релейными стабилизаторами, как их описывают в большинстве случаев.

У электромеханических стабилизаторов напряжения для дома или квартиры есть один менее приятный момент: они быстрее изнашиваются, требуют регулярного обслуживания (раз в полгода).

Феррорезонансные

Это самые объемные из стабилизаторов. Они имеют малое время отклика, высокую надежность и устойчивость к помехам. Коэффициент стабилизации средний (порядка 3-4%), что неплохо.

Но на выходе напряжение имеет искаженную форму (не синусоиду), работа зависит от изменения частоты сети, характеризуется большой массой и габаритами. Обычно используется в качестве первой ступени стабилизации, если одним устройством не удается добиться нормального напряжения.

Инверторные

Это один из видов электронных устройств, но его работа и внутреннее устройство сильно отличаются от описанных выше, поэтому данная группа рассматривается отдельно.

В инверторных стабилизаторах напряжения происходит двойное преобразование, сначала переменный ток преобразуется в постоянный, затем обратно в переменный, который подается на корректор коэффициента мощности, где и стабилизируется. В итоге на выходе имеем идеальную синусоиду со стабильными параметрами.

Инверторный стабилизатор напряжения для дома, пожалуй, лучший выбор на сегодняшний день. Вот преимущества:

• Широкий рабочий диапазон для стабилизации. Нормальный показатель от 115-290 В.
• Низкое время отклика — задержка составляет несколько миллисекунд.
• Высокая точность стабилизации: в среднем по классу 0,5-1%.
• На выходе идеальная синусоида, что актуально для некоторых видов техники (газовые котлы, например стиральные машины последнего поколения).
• Подавление помех любого рода.
• Малый размер и вес.

По цене это не самое дорогое оборудование — оно стоит примерно столько же, сколько релейные и почти в два раза ниже электронных. При этом качество преобразования инверторных блоков намного выше.

Недостаток у этого оборудования один: во время работы элементы сильно нагреваются. Для охлаждения в корпусе есть встроенные вентиляторы, которые издают мягкое гудение. Если вы выбираете стабилизатор напряжения для квартиры, то его обычно ставят в коридоре, чтобы было слышно шум.

В частных домах существует несколько вариантов выбора места установки, поэтому вполне реально найти такой, где не будет беспокоить шум.

Какой стабилизатор лучше

говорить о том, что тот или иной тип стабилизатора лучше, а какой-то хуже, не имеет смысла. У каждого есть свои преимущества и недостатки, каждый в ситуации, при определенных требованиях – лучший выбор.

Давайте рассмотрим типичные ситуации, с которыми сталкиваются многие люди:

• Скачки в питании частые, резкие. Напряжение то падает, то становится выше необходимого. Для такой ситуации необходима высокая скорость и отсутствие возможности перенапряжения. Такими свойствами обладают электронные и инверторные стабилизаторы.
• Напряжение в сети часто падает, практически не достигает нормы. Здесь важен широкий спектр работ. Из недорогих моделей подходят электромеханические и релейные, из более дорогих тот же преобразователь.
  Чтобы проще было выбрать, какой регулятор напряжения лучше
• Мы купили новое оборудование, но оно не работает, это приводит к отключению электроэнергии. Лучшим вариантом здесь будет инверторный блок, он не только будет держать напряжение, но и выдаст идеальную синусоиду, а это важно для электроники.

На самом деле ситуаций много. Но в любом случае выбирать тип стабилизатора напряжения для дома необходимо исходя из имеющейся у них проблемы. Далее уже в выбранной категории выбирать по параметрам.

Выбор производителя и цены

Самое сложное — выбрать производителя. Стаз должен сказать, что китайские аппараты лучше не рассматривать. Даже с теми, что китайцы только наполовину (с производством за пределами Поднебесной и штаб-квартирой в другой стране), надо быть очень осторожным. Качество не всегда стабильно.

Если вам не важна внешняя составляющая, обратите внимание на стабилизаторы российского или белорусского производства. Это Спокойствие и Лидер. Вполне приличные аппараты, с не очень хорошим дизайном, но со стабильным качеством.

Если вы ищете идеальное оборудование, ищите итальянскую ORTEA. У них отличное качество сборки и внешний вид. Также хорошие отзывы от RESANT. Их продукт оценивается 4-4,5 по пятибалльной шкале.

Несколько примеров стабилизаторов различных типов мощностью 10-10,5 кВт с характеристиками и ценами приведены в таблице. Посмотреть на себя.

РУЦЕЛФ SRWII-12000-L	реле	140-260В	3,5%	стена	270$	4.0
РУЦЕЛЬФ SRFII-12000-L	реле	140-260В	3,5%	на открытом воздухе	270$	5,0
Энергетический гибрид СНВТ-10000/1	гибридный	144-256 В	3%	на открытом воздухе	300$	4.0	на выходе идеальная синусоида, защита от короткого замыкания, перегрева, перенапряжения, помех
Энергия Вольтрон ПЧ-15000	реле	100-260В	10%	на открытом воздухе	300$	4.0
РУЦЕЛФ SDWII-12000-L	электромеханический	140-260В	1,5%	стена	330$	4,5
РЕСАНТА АЧ-10000/1-ЭМ	электромеханический	140-260В	2%	на открытом воздухе	220$	5,0
РЕСАНТА ЛЮКС АСН-10000Н/1-Ц	реле	140-260В	8%	стена	150$	4,5	синусоидальный без искажений Защита от короткого замыкания, от перегрева, от перенапряжения, от помех
РЕСАНТА АЧ-10000/1-Ц	реле	140-260В	8%	на открытом воздухе	170$	4.0	синусоидальный без искажений Защита от короткого замыкания, от перегрева, от перенапряжения, от помех
Отеа Вега 10-15 / 7-20	в электронном виде	187-253 В	0,5%	на открытом воздухе	1550$	5,0
Штиль Р 12000	в электронном виде	155-255 В	5%	на открытом воздухе	1030$	4,5
Штиль Р 12000С	в электронном виде	155-255 В	5%	на открытом воздухе	1140$	4,5
Энергия Классик 15000	в электронном виде	125-254 В	5%	стена	830$	4,5
Энергия Ультра 15000	в электронном виде	138-250В	3%	стена	950 долларов	4,5
СДП-1/1-10-220-Т	электронный преобразователь	176-276 В	1%	на открытом воздухе	1040$	5	синусоидальный без искажений

Разброс цен поражает, но виды оборудования здесь самые разные – от бюджетных релейных и электромеханических до сверхнадежных электронных.

Однофазный или трехфазный?

Однофазные устройства работают с потребителями однофазного питания (220 В), характерными для бытового и офисного сектора: бытовая электроника, оргтехника, системы отопления, вентиляции и сигнализации.

Трехфазные устройства применяются в основном в промышленности с потребителями трехфазной мощности (380 В): печами, насосами, электродвигателями и другой технологической инфраструктурой крупных производств, узлов связи, железных дорог.

Использование трехфазного стабилизатора допускается и для комплексной защиты домашней электросети, если к месту установки, например, коттедж на даче, подключены три фазы с напряжением 380 В. Однако такое решение не всегда оправдано:

• установка отдельного однофазного стабилизатора на каждую фазу питания иногда обходится дешевле, чем использование трехфазного;
• при отсутствии напряжения на любой из фаз срабатывает защита трехфазного стабилизатора и он отключается. Установив независимые однофазные стабилизаторы, можно избежать отключения всей энергосистемы при выходе из строя одной из питающих линий.

Обратите внимание на следующее!
При наличии трехфазной сети и однофазных потребителей стоит рассмотреть вариант стабилизации по каждой фазе отдельно. При наличии хотя бы одного 3-х фазного потребителя 380 В обязательно 3-х фазный стабилизатор!

Выходная мощность

Отдельного внимания заслуживает вопрос выбора мощности стабилизатора. Используя устройство с меньшей мощностью, чем необходимо, вы рискуете частыми отключениями из-за перегрузки.

Фактическая мощность устройства определяется путем суммирования номинальных мощностей всех защищаемых электроприборов.

Большинство электроприборов указывают активную мощность в ваттах (Вт), для более точного расчета ее необходимо перевести в полную потребляемую мощность, в вольт-амперах (ВА). Особенно это важно для электродвигателей и устройств, имеющих в своем составе емкостные элементы!

Преобразование осуществляется путем деления значения в ваттах на коэффициент, учитывающий реактивную составляющую электрического тока — cos (φ): ВА = Вт/cos (φ). Cos(φ) указывается изготовителем в сопроводительной документации (встречается обозначение PF — Power Factor), при отсутствии данных допускается принимать cos(φ) в пределах 0,7 — 0,8.

Обратите внимание на следующее!
Стабилизатор напряжения рекомендуется выбирать с мощностью, превышающей достигнутое значение на 20-30%. Это связано с тем, что при падении входного напряжения снижаются выходные показатели прибора! Например, при 170 В на входе большинство стабилизаторов вместо 500 ВА будут выдавать примерно 400 — 420 ВА и не смогут обеспечить нагрузку заявленной мощностью.

Аналогичная ситуация возникает и при повышенных значениях сетевого напряжения. Кроме того, наличие резерва мощности позволит во время работы подключать к стабилизатору другие электроприборы.

Пример 1

Стабилизатор однофазный необходимо выбрать для защиты бытовой техники: персонального компьютера мощностью 500 Вт, cos(φ)=0,95, обогревателя — 1000 Вт, cos(φ)=0,9 и телевизора — 400 Вт, потому что (ф) = 1.

Рассчитайте общую потребляемую мощность для каждого случая:

ВА=500/0,95=526,3 ВА;

ВА=1000/0,9=1111,1 ВА;

ВА=400/1=400 ВА.

Складываем полученные значения:

526,3+1111,1+400=2037,4 ВА;

С учетом необходимого запаса выбираем стабилизатор на 2500 ВА

Обратите внимание на следующее!
Приведенные в примере значения мощности и cos(φ) условны, в самом расчете используйте данные актуальные только для вашего оборудования!

При выборе устройства для централизованной охраны конкретного объекта (загородного дома или офиса) не обязательно суммировать мощность всех электроприборов в помещении. Обратите внимание на стоимость вводной машины:

• если подключена однофазная сеть, необходимо умножить номинал на 220;
• если трехфазный — с 380 и √3 .

Мощность стабилизатора определяется по полученному значению, округленному в большую сторону и с учетом необходимого запаса (для данного метода расчета рекомендуемый запас составляет не менее 30%).

Пример 2

К кабине подключена трехфазная сеть, есть трехфазные потребители. В электрощите вводной автомат номиналом 25 А. Для комплексной защиты необходимо выбрать трехфазный стабилизатор:

25 * 380 * √3 = 16454,5 ВА = 16,5 кВА.

В данной ситуации выбираем модель мощностью 20 кВА.

Пример 3

К коттеджу подключена трехфазная сеть, потребители только однофазные, это вводной автомат номиналом 20 А. Принято решение стабилизировать каждую фазу отдельно, рассчитываем необходимую мощность однофазных фазовые устройства:

20*220=4400 ВА=4,4 кВА

Выбираем три однофазных стабилизатора мощностью 5 кВА.

Для отдельных категорий оборудования характерны высокие пусковые токи, в несколько раз превышающие стандартные. В первую очередь это относится ко всему оборудованию, содержащему электродвигатели (насосы, конвейерные ленты, компрессоры). При этом стабилизатор подбирается по максимальному стартовому значению!

Читайте также: Точечная сварка из инвертора своими руками

Диапазон стабилизации входного напряжения

Любой стабилизатор имеет два диапазона входного напряжения:

• рабочие — пределы сетевых значений, где задано номинальное значение стабилизации;
• limit — пределы сетевых значений, в которых работает устройство, но выходное напряжение отклоняется от номинального значения на величину, зависящую от просадки/выброса рабочего диапазона.

Если напряжение выходит за предельный диапазон, нагрузка отключается, а стабилизатор остается подключенным к сети.

Контрольные замеры помогут определить отклонения вашей электрической сети. Включите вольтметр или мультиметр в электрическую розетку. Запись показателей за определенный период времени. На основании полученной амплитуды колебаний сети можно самостоятельно или с помощью специалиста подобрать оптимальный стабилизатор для данного режима электроснабжения.

Измерения рекомендуется проводить во время максимальной нагрузки электрической сети (обычно утро, вечер) и включать все электроприборы, которые планируется защищать. Измерения под нагрузкой и без нее могут иметь существенные различия.

Точность стабилизации

Точность стабилизации отражает максимально возможное падение выходного напряжения, которое по ГОСТу не должно быть более 10% от номинального значения. Большинство стабилизаторов в зависимости от принципа действия имеют показатели от 3 до 8%.

При выборе устройства убедитесь, что точность стабилизации соответствует требованиям к качеству питания ваших устройств. Допустимые отклонения напряжения питания указываются в паспорте на электрооборудование.

При отсутствии информации воспользуйтесь следующими рекомендациями:

• на осветительное оборудование — 3%;
• для средств измерений, точного и сложного оборудования (например, медицинского оборудования) — 1-3%;
• для большинства бытовых приборов — 5-7%.

Обратите внимание на следующее!
При наличии нескольких устройств с разной устойчивостью к колебаниям сети стабилизатор выбирают либо по самому узкому диапазону, либо электроприборы разбивают на группы с одинаковым диапазоном значений. Каждая группа должна быть подключена к отдельному прибору с подходящей точностью стабилизации.

Способы установки стабилизатора

В зависимости от типа корпуса и способа установки стабилизаторы бывают нескольких видов.

Для настенно-навесного размещения

Шарнирная конструкция позволяет крепить агрегат к вертикальным поверхностям и характерна для маломощных моделей. Удобство таких домиков заключается в их компактности и возможности закрепить устройство в непосредственной близости от защищаемого оборудования (например, на стене рядом с газовым котлом).

Для монтажа в стандартные 19-дюймовые шкафы и стойки

Стабилизаторы стойки представляют собой плоскокорпусное решение стандартной ширины, позволяющее сэкономить место за счет размещения устройства вместе с защищаемым оборудованием в одной металлоконструкции (шкаф/стойка).

Для установки на горизонтальную плоскость

Напольный корпус является наиболее распространенной конструкцией большинства стабилизаторов. Модели малой и средней мощности выполнены в виде моноблоков. Промышленные стабилизаторы большой мощности представляют собой вертикальные шкафы.

Индикация и средства мониторинга стабилизатора

Современные модели стабилизаторов оснащены различными средствами отображения, позволяющими отображать и анализировать характеристики устройства.

Как правило, стабилизаторы имеют световую индикацию на основе светодиодов. Некоторые модели оснащены ЖК-дисплеем, на котором отображается текущее состояние устройства и значения основных входных и выходных параметров.

Для устройств, используемых в промышленной сфере, важно наличие удаленного мониторинга, позволяющего операторам в режиме реального времени получать данные о состоянии эксплуатируемых систем и, при необходимости, изменять настройки оборудования. Такие стабилизаторы должны иметь большое разнообразие интерфейсов связи:

• Порт USB;
• «сухие» контакты (отказ, отказ сети, обход и т.п.);
• Ethernet (протоколы: SNMP/Web/Modbus TCP/Telnet/SSH/и др.);
• RS-485 (протоколы: Modbus RTU/ASCII).

 

Дополнительные параметры выбора стабилизатора

Помимо вышеперечисленных характеристик, при выборе модели стабилизатора также следует уточнить дополнительные параметры:

• время реакции на изменение входного напряжения (чем дольше длится операция, тем опаснее она будет для электроприборов);
• значение КПД (чем оно выше, тем соответственно больше энергосбережение);
• уровень шума при работе (некоторые изделия громко гудят или издают щелчки, что сделает их работу в жилых помещениях неприятной);
• метод регулирования входного сигнала (в настоящее время наиболее эффективным методом коррекции напряжения для инверторных стабилизаторов напряжения является двойное преобразование, дающее на выходе чистый синус);
• корпус изделия (необходимо выбирать устройства с металлическим корпусом, так как он более прочный, лучше с точки зрения пожарной безопасности и надежнее защищен от механических повреждений).

 

Стабилизаторы напряжения от ГК «Штиль»

Российский производитель систем электроснабжения Штиль предлагает широкий ассортимент инверторных стабилизаторов напряжения. Это включает:

• однофазные настенные и напольные/стоечные модели мощностью от 0,35 до 20 кВА;
• модели конфигурации «3 в 1» (трехфазный вход и однофазный выход) напольные/настольные модели с выходной мощностью от 6 до 20 кВА;
• трехфазные напольные/стендовые модели мощностью от 6 до 20 кВА.

Все стабилизаторы, представленные в нашем интернет-магазине «Штиль», являются устройствами нового поколения, работающими на основе бестрансформаторной технологии двойного преобразования энергии, что позволяет:

• выполнять коррекцию мгновенного напряжения с высокой точностью (±2%) в широком диапазоне 90-310 В;
• питать нагрузку идеальным синусоидальным напряжением;
• обеспечивать бесперебойное электроснабжение потребителей при кратковременных отключениях электроэнергии (до 200 мс).

Благодаря высоким техническим характеристикам данное оборудование может применяться для самых требовательных типов электроприборов в силовых сетях со значительными перепадами напряжения.

Разбираем возможные проблемы с автономным питанием от генераторов, их причины и способы устранения с помощью стабилизаторов.