Как выбрать стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения — прибор совершенно необходимый в каждом доме. На производстве он также нужен, но здесь речь пойдет именно о бытовых стабилизаторах, призванных защитить бытовые приборы и оборудование от скачков напряжения и силы тока в сети. Обычно в магистрали напряжение равно 220 или 380 В при частоте 50Гц. Но в силу различных факторов — подключения потребителей высокой мощности, пиковых нагрузок в вечерние или утренние часы, аварий на линиях электропередач, ток может отклоняться от заданных параметров по напряжению процентов на 25 – 40 в обе стороны.

Слишком низкое, как и слишком высокое напряжение в сети одинаково опасно и нежелательно для бытовых приборов. Резкие скачки — опасны вдвойне. Холодильники, телевизоры, бытовые насосы и котлы, компьютеры попросту могут перестать работать. Могут перегореть входные контуры, сложная электроника блоков настроек, возникнуть другие повреждения, устранить которые стоит довольно дорого.

Как работает стабилизатор напряжения

Чтобы определить, какой стабилизатор напряжения для дома лучше выбрать, необходимо знать основные принципы их работы, какими бывают стабилизаторы и какие параметры важные, а на что можно не обращать внимания.

По свое сути — стабилизатор представляет собой регулируемый трансформатор с обратной связью. Переменный ток из магистрали поступает на первичную обмотку и возбуждает примерно такой же ток в обмотке вторичной, к которой и подсоединены потребители. Если количество витков на первичной катушке изменить, то соответственно изменится и ток во вторичной, в которой число рабочих витков осталось прежним. На изменении соотношения количества витков и построена работа регулируемых трансформаторов.

Индуктивная связь очень надежна и не предусматривает прямого контакта обмоток — только посредством металлического сердечника. Такие трансформаторы позволяют практически мгновенно изменять параметры выходного тока, необходимо только настроить управление токосъемным устройством в зависимости от напряжения в подающей сети, чтобы при падении тока в магистрали во вторичной обмотке он увеличивался, а при превышении напряжения — уменьшался.

Управляемый трансформатор — основа всех бытовых стабилизаторов. Отличия в них касаются только схем управления.

Виды стабилизаторов напряжения

На рынке преобладают два вида стабилизаторов — электромеханические и электронные.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

В электромеханических стабилизаторах ток в катушке регулируется контактным ползунком, который передвигается по поверхности, изменяя число рабочих витков. Кто помнит школьный курс физики, тот может представить себе реостат из опытов на уроках. Примерно так же работает электромеханический регулятор напряжения, только ползунок перемещается не рукой, а посредством электродвигателя.

Электромеханические стабилизаторы очень надежны и позволяют плавно изменять напряжение во вторичной катушке. Но при своей простоте они имеют и ряд недостатков:

• как и большинство механических устройств обладают ощутимой инерцией — задержка при срабатывании заметна невооруженным глазом;
• угольные контакты со временем изнашиваются и требуют замены;
• шум при работе едва слышный, но все же есть.

Перед тем, как выбрать стабилизатор напряжения электромеханического типа, необходимо сравнить скорость срабатывания, указанную в паспорте изделия в единицах В/с. Чем этот показатель лучше, тем стабилизатор лучше для чувствительных приборов.

Электронные стабилизаторы напряжения

Электронные стабилизаторы работают несколько по другому. Обратная связь и переключение осуществляется при помощи тиристорной, семисторной или релейной схем, которые изменяют число обмоток, подключенных к сети. Работают такие  стабилизаторы абсолютно бесшумно, не греются и отличаются очень высокой скоростью срабатывания. Но и здесь не обошлось без недостатков — электронные стабилизаторы регулируют выходное напряжение ступенчато. Хотя перепады не слишком большие, но могут внести диссонанс в работу электроники или двигателей.

Ферромагнитные стабилизаторы напряжения

Ферромагнитные стабилизаторы — устройства, которые для бытовых целей практически не производятся, хотя еще можно встретить ранние модели, очень популярные десятилетия назад. Работа их базируется на изменении положения ферромагнитного сердечника относительно катушек. Система очень надежная, но громоздкая и шумная. Главные недостатки — работа только под нагрузкой и возможные искажения синусоидальных характеристик. Для современной электроники и бытовой техники они непригодны, но для мощных электродвигателей, ручных инструментов и сварочных аппаратов применение их вполне допустимо.

Как выбирать стабилизатор напряжения по параметрам

По-настоящему важных параметров, характеризующих работоспособность стабилизатора и удобство его использования всего несколько. Это:

• количество фаз;
• мощность;
• диапазон регулировок;
• скорость срабатывания;
• наличие защиты от перегрузок;
• способ подключения.

Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома можно решить, только правильно очертив круг задач, которые он будет выполнять, рассмотрев основные характеристики в комплексе.

Сетевой или магистральный стабилизатор

По способу подключения стабилизаторы подразделяются на магистральные и сетевые. Первые устанавливаются на входе электросети в дом и регулируют напряжение, подаваемое на все без исключения потребители — освещение, отопление, сигнализацию, бытовую технику. Как правило, современный дом — энергонасыщенная система с высоким уровнем потребления тока. Поэтому мощность магистральных стабилизаторов начинается от 3 кВт.

Сетевые регуляторы предназначены для защиты одного, реже двух однотипных устройств. Они включаются в обычную розетку и являются промежуточным звеном между магистралью и потребителем. Мощность сетевых стабилизаторов относительно небольшая, но в доме их может быть несколько.

Это сравнительно недорогие приборы, позволяющие защитить сложное и дорогостоящее оборудование в случае, если магистрального стабилизатора нет, или нагрузки на него очень большие. Сетевые стабилизаторы устанавливаются как в жилых домах, так и в офисах, больницах, пунктах связи, где работает много высокоточной электронной техники, чувствительной к перепадам напряжения.

Количество фаз стабилизатора

Один из основных определяющих параметров при решении вопроса, какой стабилизатор напряжения лучше выбрать для дома. Для однофазной сети необходим стабилизатор с рекомендуемым подключением на 220 В. Существует три возможности решения задачи стабилизации трехфазного тока — купить три однофазных стабилизатора, для регулировки каждой фазы, установить стабилизатор только на одну фазу, к которой подключены самые чувствительные потребители, и установить мощный трехфазный прибор, контролирующий напряжение во всем доме.

Следует знать, что большинство бытовых стабилизаторов малой и средней мощности — это три синхронизированных однофазных в общем корпусе. Для высоких мощностей используются обычно три трансформатора, собранные на одном сердечнике. Они более надежные и проще в регулировке.

Мощность

Чтобы понять, как выбрать стабилизатор напряжения для частного дома, необходимо точно знать, сколько электроэнергии потребляется в доме теоретически и практически. Первая цифра определяется очень просто — арифметически складываются мощности всех потребителей, от лампочки до скважинного насоса и сварочного аппарата в гараже. Эта цифра показывает, какая мощность понадобиться при всех включенных устройствах одновременно.

Но этот показатель не является верхним пределом — многие инструменты и устройства бытовой техники оснащены электродвигателями, которые при запуске потребляют намного больше тока, чем при работе даже на максимальной нагрузке. Эта, так называемая, реактивная мощность, приводит к тому, что суммарное потребление ощутимо увеличивается.

Следующий шаг — умножить мощность каждого устройства с электромотором, взятую в кВА (указано в паспорте) на 2 и прибавить к существующей цифре. Затем полученный результат увеличить еще на 25%, на случай непредвиденных обстоятельств. После столь сложных на первый взгляд подсчетов, вы получите реальную мощность стабилизатора, который должен быть установлен в доме.

Потребляемая мощность (Вт.) популярного промышленного и строительного оборудования:

Кондиционер.
1000 — 3000 Вт.

 
Циркулярный станок.
1800 — 2100 Вт.

 
Насос высокого давления.
2000 — 2900 Вт.

 Электролобзик.
250 — 700 Вт. 

Компрессор.
750 — 2800 Вт.

Электродвигатель.
550 — 3000 Вт. 

 
Дрель.
400 — 800 Вт.

 
Электрорубанок.
400 — 1000 Вт. 

Дисковая пила.
750 — 1600 Вт.

Водяной насос.
500 — 900 Вт. 

Перфоратор.
900 — 1400 Вт. 

Шлифмашинка.
650 — 2200 Вт. 

Потребляемая мощность (Вт.) бытовых электроприборов:

Телевизор.
100 — 400 Вт.

Тостер.
700 — 1500 Вт.

Холодильник.
150 — 600 Вт.

Электрочайник.
1000 — 2000 Вт.

Проточный водонагреватель.
5000 — 6000 Вт.

Стиральная машина.
1800 — 3000 Вт.

Кофеварка.
700 — 1500 Вт.

Духовка.
1000 — 2000 Вт.

Компьютер.
400 — 750 Вт.

Накопительный водонагреватель.
1200 — 1500 Вт.

Утюг.
500 — 2000 Вт.

Пылесос.
400 — 2000 Вт.

Микроволновка.
1000 — 2000 Вт.

Обогреватель.
1000 — 2400 Вт.

Электролампа.
20 — 250 Вт.

Усредненная мощность трехфазного стабилизатора одноэтажного дома с гаражом и полным набором бытовой техники едва превышает 10 кВт. Это не так много и не слишком дорого. Для двух-трехкомнатной квартиры достаточно 5 кВт, а для двухэтажного особняка необходим стабилизатор на 15 – 25 кВт.

Но при выборе стабилизатора по мощности необходимо еще и обратить внимание на диапазон регулировок тока по напряжению. Он должен находиться в пределах 150 – 250 В. Только в этой части линейки возможных отклонений мощность стабилизатора максимально соответствует заявленной в паспорте. Если производитель указал более широкий диапазон, например 140 – 280 В — еще лучше, ваш дом будет защищен надежнее. Но при этом стоимость устройства несколько возрастает.

Но цена — фактор не основной. Покупать стабилизатор с минимальным диапазоном регулировок, например 280 – 240 В не рекомендуется, разве что в качестве сетевого, если в доме есть общий магистральный. Такие приборы не слишком дорогие, но и выровнять напряжение смогут только в узких пределах.

Для особых случаев, когда отклонения в питающей сети могут составлять более 120 В (в нижнюю сторону) применяются сложные и дорогие стабилизаторы, способные работать в этом диапазоне. Обычно они представляют собой комбинированные установки с электромеханической и электронной регулировкой, работающими параллельно. Но такая техника требуется редко, поэтому обычный покупатель ею практически не интересуется.

По мощности в линейке каждого производителя есть однофазные стабилизаторы до 10 кВА и трехфазные 5 — 30 кВА. Выбрать их, ориентируясь на приведенную методику расчета, может любой человек, не обязательно профессиональный электрик. Покупать стабилизаторы мощностью 35 – 100 кВА для дома или дачи не стоит. Они предназначены для установки в офисных и торговых центрах, мастерских и прочих объектах с большим потреблением тока. Кроме того, они массивные и дорогие, а платить за избыточную мощность, которая никогда не будет использована, нецелесообразно.

Точность выходных параметров

Ни один стабилизатор не выдает точно 220 В. Всегда есть разброс в показателях. Государственные стандарты допускают отклонения до 10% в обе стороны. Как правило, даже очень чувствительная техника, включая инверторы, компьютеры и устройства связи при таких искажениях параметров работают вполне надежно. Бытовые потребители изначально рассчитаны на такие отклонения и в эксплуатации тоже не создают проблем.

По точности выходного напряжения электромеханические стабилизаторы реально выдают 220 ± 3% В, а электронные — 220± 1% В, но зато время реакции их на порядок, а то и два ниже. Если электронный регулятор способен изменить выходное напряжение на протяжении сотых долей секунды, то электромеханический затратит на это от 0,5 до 1-2 секунд.

Системы защиты стабилизатора

Как и трансформаторы, системы защиты на всех видах стабилизаторов присутствуют обязательно. Их принципиальная схема и задачи приблизительно одинаковы, они срабатывают при выходе тока питания за пределы допустимых нагрузок и отключают потребителя от сети. Когда ток питания приходит в норму, подача восстанавливается автоматически.

Есть своя эффективная система защиты и у стабилизатора — он представляет собой довольно сложное устройство с массой электроники, чувствительной к перегрузкам по напряжению и току. При коротком замыкании в сети может возникнуть резкий скачок  силы тока, способный буквально сжечь схемы.

Система автозащиты отключит первичную обмотку и систему регулировки от тока питания до восстановления его нормальных параметров. Включение стабилизатора в работу обычно тоже производится в автоматическом режиме, но есть и модели с ручным включением после аварийной остановки.

Дополнительные функции и опции

Рассматривая вопрос, выбора стабилизатора напряжения для квартиры или дома, нельзя упустить из виду и ряд дополнительных функций, которые упрощают эксплуатацию, делают ее более безопасной и расширяют функционал установки. Часто из двух стабилизаторов одинаковой фазности, мощности и диапазона регулировок, стоит выбрать тот, у которого предусмотрено больше функций, пусть и стоит он несколько дороже.

Вольтметр и амперметр

Бытовые стабилизаторы оснащаются измерительными приборами — вольтметрами обязательно, амперметрами — в виде опции. Приборы показывают выходное напряжение после стабилизации и силу тока по каждой фазе. Если понадобится узнать напряжение в питающей сети, то в некоторых стабилизаторах предусмотрена и такая возможность — достаточно нажать специальную кнопку и вольтметр переключается на измерение параметров входной сети. Большинство бытовых стабилизаторов комплектуются аналоговыми (стрелочными) вольтметрами и амперметрами достаточно высокой точности.

Но в последнее время много производителей стабилизаторов перешли на цифровые приборы — это значительно улучшает дизайн и, естественно, позволяет увеличить стоимость установки. Хотя на точность измерения большого влияния не оказывает — при контроле за работой бытового стабилизатора десятые и сотые доли единиц измерения особой роли не играют.

Многие стабилизаторы оснащены светодиодной сигнализацией, которая может извещать о нормальной работе устройства, выходе из режима, критических перегрузках и прочих состояниях как сети, так и самого прибора. Каждый из производителей использует то количество светодиодов и их цвета, которое кажется ему наиболее удобным. Перед началом эксплуатации стабилизатора необходимо ознакомиться со значением каждой лампочки и режимом ее работы — свечение, мигание, периодичность вспышек.

Работают стабилизаторы в автоматическом режиме и возможности ручной регулировки не предусмотрено. Но контрольные приборы выполняют достаточно важную функцию — всегда можно определить диапазон отклонения напряжения и силы тока по каждой из фаз и отключить потребитель, который не может работать в данных условиях. Также можно визуально контролировать общую мощность тока в домашней сети, воспользовавшись данными контрольных приборов и формулой P=UI.

Возможность переключения задержки появления напряжения на выходе

Еще одной удобной опцией является кнопка задержки выходного напряжения. Это необходимо, чтобы все схемы стабилизатора после запуска вышли на рабочий режим и подавали в сеть ток требуемых характеристик. Обычно для этого стабилизатору бытового уровня требуется 5 – 7 секунд. Но при высоком уровне потребления мощности в домашней сети, этого времени может быть недостаточно, кнопка позволяет продлить его до нескольких минут и исключить возможные ложные запуски.

Режим «Байпас»

Очень удобно, если в нем предусмотрена функция «байпас», то есть условия для прямого прохождения тока, минуя все схемы регулировки и трансформаторное оборудование. Это очень удобно, когда напряжение питающего  тока намного ниже, чем допустимый диапазон работы или нужно подключить устройство, превышающее по мощности критический уровень стабилизатора. В таком случае переключатель позволяет электротоку идти прямо к потребителю, а стабилизатор находится в режиме ожидания.

Вентилятор принудительного охлаждения

Приблизительно до мощности 10 кВА стабилизаторы охлаждаются конвекционными потокам, циркулирующими свободно сквозь вентиляционные отверстия корпуса. Установки большей мощности комплектуются вентиляторами принудительного действия.

Особенности установки и подключения

Как правило, подключение стабилизаторов не вызывает сложности, особенно сетевых и магистральных однофазных. Сетевые регуляторы подключаются к обычной розетке домашней сети. На их корпус выведены такие же розетки (одна, две или больше, в зависимости от мощности), к которым можно подключить любое устройство бытового уровня.

Магистральные стабилизаторы подключаются при помощи клеммной колодки на 5 выводов. Два — для проводов питающей сети, два — для ввода домашней сети и один для заземления (обязательно). При установке стабилизатора вблизи точки ввода кабельной линии в дом, подключить его можно самостоятельно. Но при этом следует отключить основной автоматический выключатель (рубильник). Под напряжением производить подключение крайне опасно и недопустимо по всем правилам техники безопасности.

Ставиться стабилизатор любой мощности после электросчетчика. Трехфазный стабилизатор оборудован колодкой с девятью выводами. Подключать его должен профессиональный электрик, при помощи специальных инструментов. Устанавливаются стабилизаторы на стене или на полу, в зависимости от мощности и варианта исполнения.

Как правило, их эксплуатация разрешается только при положительных температурах и нормальной влажности. При Т ≥ +40 0С может сработать тепловая защита устройства, поэтому устанавливать стабилизатор следует вдали от отопительных приборов в местах, закрытых от попадания прямых солнечных лучей. 

Какой стабилизатор напряжения вы решили купить?

• Электромеханический

• Электронный

Голосовать