Как выбрать трёхфазный стабилизатор напряжения?

 

Качество электроэнергии это не абстрактное понятие, а набор определенных показателей, регулируемых нормами ГОСТа 32144-2013. Соответственно, производители электрооборудования, для обеспечения функциональности своей продукции, также должны ориентироваться на нормированные характеристики питающих сетей. Но что делать в случаях перепадов или скачков напряжения в электрической сети, проявление которых не поддается прогнозированию? Самый оптимальный вариант решения задачи – установить трехфазный стабилизатор напряжения.

Основные особенности

Стабилизатор трехфазного типа в большинстве случаев состоит из трех однофазных стабилизаторов. Основной элемент схемы однофазного стабилизатора напряжения – автотрансформатор. Он включает пару намотанных на сердечник катушек, изолированных друг от друга. К первой катушке подключается источник электроэнергии, а ко вторичной, где вследствие электромагнитной индукции напряжение будет иметь отличные от входных характеристики – выходная нагрузка.

Кроме автотрансформатора с гальваническим соединением обмоток принципиальная схема стабилизатора включает:

• Контроллер (измеряет входные параметры тока и рассчитывает разницу с выходными);
• Управляющее устройство (получает команды от контроллера на активацию или отключение определённого числа витков первичной и вторичной обмоток в соответствии с необходимым коэффициентом трансформации);
• Систему защиты от перегрузок и короткого замыкания (магнитный и тепловой расщепители), а также кратковременных избыточных импульсов или проседаний входного напряжения (грозозащита).

Во многих современных моделях стабилизирующих устройств реализована функция байпас. Это дополнительный элемент схемы, который обеспечивает непрерывность питания подключённых к сети потребителей в случае его обрывов при переключении нагрузки на трансформаторе. Наличие байпаса востребовано при защите чувствительного к непрерывности питающего тока электрооборудования.

Ответ на вопрос о выборе стабилизатора напряжения на 220В для дачи

Если потребители это однофазные приборы, то лучше выбрать стационарное СН. В зависимости от величины суммарной мощности всех потребителей, выделю СН на 5, 10 и 15кВт однофазные. На каждую фазу можно ставить устройства разной мощности и типа. Это не вызовет нарушений в работе электросети.

Двухфазные СН делятся на:

• релейные;
• электронные;
• комбинированные;
• электромеханические.

Рабочий диапазон СН определяет максимальное и минимальное значение напряжения, при которых он способен поддерживать заданное напряжение на выходе. При выборе релейного стабилизатора  учитывайте реальные просадки напряжения в своей сети. При одинаковом количестве ступеней устройство с более узким диапазоном будет точнее, а возможность работы при экстремальных просадках вам может и не понадобиться.

ВЫБОР СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ПО ЧИСЛУ ФАЗ

Прибор выбирается в зависимости от типа и мощности электрической нагрузки:

• Однофазная нагрузка до 8 кВт.Выбирается однофазный стабилизатор напряжения.
• Трёхфазная нагрузка.Выбирается трёхфазный стабилизатор напряжения. В таком устройстве общей защитой объединены три однофазных стабилизатора. Поэтому, если в цепи трёхфазного прибора произойдёт однофазное короткое замыкание, стабилизатор отключит питание прибора полностью и предотвратит дальнейшее развитие аварии.

  Выбор 3-х отдельных стабилизаторов напряжения для питания трёхфазного прибора недопустим: при однофазном коротком замыкании сработает защита только этой фазы, а две другие останутся под напряжением, способствуя дальнейшему развитию аварии.

• Однофазная нагрузка более 8 кВт для сети трёхфазного тока.При этом можно также выбирать трёхфазные устройства. Однако целесообразнее и дешевле применять однофазные. При однофазном коротком замыкании защита соответствующего стабилизатора отключит только повреждённую цепь, неповреждённые продолжат работать.

 

Cитуация, когда ОПАСНО использовать устройство

Отметим, что есть  важная характеристика устройства — рабочий диапазон. Он определяет, при каких минимальных и максимальных значениях входного напряжения устройство будет работать. Некоторые советуют выбирать СН с более широким рабочим диапазоном. Но важно помнить, что при низком входном напряжении и его стабилизации будет повышаться ток в электросети. Последствия перегрева – это возгорание электропроводки и последующий выход всех приборов из строя.

Поэтому если ваш мультиметр показал предельно низкие цифры входного напряжения, обратитесь к вашим службам-поставщикам электроэнергии.

Виды трехфазных стабилизаторов

Наиболее широко в быту и промышленности используются следующие виды стабилизаторов:

Электромеханические (сервоприводные). Осуществляют плавный и непрерывный контроль выходного напряжения, не внося никаких искажений в его форму. Точность стабилизации находится в рамках 1-3%, но медленная реакция не позволяет подключать электромеханические стабилизаторы к сетям с частыми скачками или проседаниями напряжения.

Релейные. Выполняют ступенчатое регулирование выходного напряжения посредством переподключения необходимого количества витков первичной и вторичной обмоток посредством коммутационных реле. Точность стабилизации составляет около 10%. Релейные стабилизаторы имеют широкий диапазон входного напряжения (145-285 В для 1-фазного или 320-420 В для 3-фазного питания) и выдают чистую синусоиду выходного параметра.

Электронные. Одно- или трёхфазный электронный стабилизатор напряжения работает по принципу, схожему на реализованный в релейных моделях. Принципиальное отличие заключается в способе коммутации трансформаторных обмоток — она осуществляется силовыми ключами (симисторами или тиристорами) в соответствии с командами микропроцессора.

Инверторные (онлайн) и ШИМ-стабилизаторы. В нормализаторах этого класса реализован принцип двойного преобразования входного напряжения посредством встроенных в систему выпрямителя и инвертора. Иверторные системы имеют высокую стоимость, но характеризуются широким диапазоном входных параметров тока, высоким качеством синусоиды напряжения на выходе, точностью стабилизации до 0,5% и КПД от 96%. ШИМ-стабилизаторы функционируют по схожему с инверторными принципу, обеспечивая высокую точность стабилизации (погрешность не выше 1%) и почти мгновенную реакцию на изменения входных токовых характеристик.

Плюсы и минусы трёхфазных стабилизаторов

Главными недостатками трёхфазных стабилизаторов напряжения являются:

1. Большие габариты и вес, а также напольная (шкафная) конструкция усложняют выбор места установки и монтаж оборудования;
2. Шум при работе (для релейных и сервоприводных устройств);
3. Инерционность (синхронизация параметров однофазных модулей требует дополнительного времени, что влияет на качество и стабильность работы чувствительного оборудования);
4. Ограничения по температурному режиму эксплуатации (только электронные стабилизаторы способны нормально функционировать при минусовых температурах в помещении);
5. Ограничения по использованию во влажных или запылённых помещениях (зависят от варианта исполнения корпуса и класса электрозащиты основных узлов нормализатора);
6. Высокая стоимость.

В список достоинств трёхфазных устройств стабилизации следует включить:

1. Широкий диапазон входных параметров тока;
2. Высокая перегрузочная способность;
3. Простота в обслуживании;
4. Высокая точность и скорость стабилизации;
5. Надёжная защита от критических токовых аномалий (включая короткое замыкание и воздействие грозовых эффектов);
6. Расширенные функции управления.

Какой запас мощности необходим стабилизатору?

Правильно выбранный стабилизатор должен иметь выходную мощность, превышающую мощность, необходимую для электропитания нагрузки. Разница между мощностью стабилизатора и фактическим энергопотреблением нагрузки называется запасом мощности. Рекомендуемый запас – 30% от величины энергопотребления нагрузки, такое значение позволит:

• подключить к устройству в процессе эксплуатации дополнительные приборы, мощность которых не учитывалась при изначальном расчёте нагрузки;
• избежать перегрузки в случае сильного падения напряжения в электросети. Дело в том, что мощность стабилизатора при выходе питающего напряжения из определённых пределов (рабочего диапазона) уменьшается. В частности, при 135 В в сети, стабилизатор вместо заявленных 500 ВА выдаст только 400 ВА и, соответственно, не сможет запитать предельную к его номиналу нагрузку.

Для некоторого оборудования рекомендуется заложить запас мощности свыше 30%. Это, например, кондиционеры или IT-техника. В первом случае, данное решение объясняйся ростом потребляемой кондиционером мощности в процессе эксплуатации устройства (вызвано неизбежным загрязнением фильтрующей сетки). Во втором случае – тенденцией к постоянному увеличению мощностей телекоммуникационного оборудования.

КАК ВЫБРАТЬ ТИП СТАБИЛИЗАТОРА

Существуют разные типы стабилизаторов напряжения, отличающихся принципом работы. Для питания бытовых приборов обычно применяются следующие виды:

Электронные стабилизаторы:

• Релейного типа.Достоинства: высокая скорость регулировки напряжения, что важно для работы насосов, стиральных машин, холодильников – приборов, содержащих двигатели; большой ресурс эксплуатации; отсутствие движущихся и искрящихся частей.

  Недостатки: низкая точность стабилизированного напряжения — 3-8%, хотя этого вполне достаточно для бытовых приборов (действующие стандарты допускают отклонение 10%); при работе слышны щелчки реле.

• Тиристорного (симисторного) типа.Достоинства: высокая скорость регулировки напряжения; высокая точность (3%), малошумность.

  Недостатки: при длительных перегрузках, а также токах короткого замыкания они выходят из строя; стоимость в несколько раз больше стоимости стабилизаторов релейного типа.

Электромеханические.

Достоинства: высокая точность регулировки (3%); малошумность.

Недостатки: очень низкая скорость регулировки (до 15 вольт/сек); открытое искрение при движении токосъёмного механизма; необходимость профилактических ремонтных работ (периодическое обслуживание).

Подробнее о принципе работы, достоинствах и недостатках стабилизаторов напряжения для дома можно узнать здесь.

Как избежать 2 главных ошибок при расчете мощности стабилизатора напряжения

Для чего нужен и какие производители СН самые надежные, мы разобрали выше.

При выборе стабилизатора напряжения для дома и дачи по мощности руководствуйтесь не только номинальной мощностью ваших электроприборов, но и пусковыми токами электродвигателей, которые установлены в них. Если у вас есть насосы, компрессоры и остальное оборудование, в котором установлены асинхронные двигатели, то рабочая мощность стабилизатора напряжения должна быть в 4-5 раз выше номинальной мощности вашего потребителя. Стабилизатор напряжения на 15 кВт однофазный подойдет для подключения устройства с мощностью асинхронного двигателя на 3кВт.

Важно знать, что электродвигатели имеют не только активную, а и реактивную мощность. Она рассчитывается, исходя из параметра «Косинус Фи». Вам нужно разделить мощность, на указанную на электроприборе, на это значение (если его нет, то примите его равным 0,7), чтобы узнать полную мощность потребителя. Все значения суммируются, и к получившейся цифре добавляется 20-30%. Это и будет искомой величиной мощности выбираемого вами устройства.

Как подобрать модель стабилизатора?

Для определения подходящей по мощности модели необходимо сверить мощностной ряд предлагаемых производителем стабилизаторов с энергопотреблением нагрузки – ближайшее в большую сторону значение в мощностном ряду и будет необходимой мощностью стабилизатора.

Обратите внимание! Выбор стабилизатора со значением мощности, ближайшим к энергопотреблению нагрузки в меньшую сторону либо снизит заложенный ранее запас по мощности, либо, в худшем случае, приведёт к приобретению стабилизатора с несоответствующими нагрузке выходными параметрами.

Обратите внимание! Для трехфазного стабилизатора нагрузка на каждую фазу должна составлять не более 1/3 от номинальной. Например, трехфазный стабилизатор с номиналом 6000 ВА запитает трехфазную нагрузку в 4200 ВА (мощность потребляемая от одной фазы составит 1400 ВА), но подключение к отдельной фазе этого стабилизатора нагрузки в 2500 ВА вызовет перегрузку, так как максимально допустимое значение по одной фазе составляет: 6000/3=2000 ВА.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ СТАБИЛИЗАТОРОВ

В некоторых моделях стабилизаторов могут быть реализованы следующие дополнительные функции:

• пользовательская установка выходного напряжения, отличного от стандарта 220 Вольт (380 Вольт);
• возможность установки собственных пределов защиты при понижении и повышении выходного напряжения;
• звуковая сигнализация;
• установка режима мониторинга персонального компьютера;
• дистанционное управление стабилизатором напряжения (также возможность удалённой сигнализации);
• дополнительные виды защит, включая защиту от перегрева;
• возможность самодиагностики.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов о подключении устройства

Подключения стабилизатора напряжения

Для подключения стабилизатора напряжения потребуется:

1. Трехжильный кабель. Сечение должно совпадать с диаметром провода, который подключается к вводному автомату.
2. Трехпозиционный выключатель. Он нужен для того, чтобы производить отключение стабилизатора напряжения без обесточивания всего дома и перекидывания проводов.

Подключение устройства после электрического счетчика

Подключение устройства производится строго после электрического счетчика. Нарушение выявит первая же проверка со стороны «Электросетей» и будет выписан штраф, поскольку устройство стабилизации тоже служит потребителем.

Специальные наконечники для подключения проводов к клеммам устройства

Применяйте специальные наконечники для подключения проводов к клеммам устройства и производите периодическую протяжку. Это позволит избежать эффекта вибрации. А при нем, соединение будет ослабевать и не обеспечит вам надежность подключения.

Электрический щиток

Запрещено производить переключение режимов работы стабилизатора, когда он находится под нагрузкой.

Поскольку работа устройства предполагает наличие высокого напряжения, то он монтируется в специальном помещении или электрическом щите. Доступ к нему ограничивается и вывешиваются предупреждающие знаки.

Итог

Во избежание ошибок при определении мощности стабилизатора и траты денег на прибор, который в итоге окажется бесполезным, необходимо:

• использовать при расчёте мощности нагрузки значение мощности, потребляемой электроприбором из сети, а не значение мощности, характеризующей полезную работу этого электроприбора;
• использовать при расчёте полной мощности нагрузки коэффициент мощности, соответствующий этой нагрузке, а не входной коэффициент мощности стабилизатора;
• рассчитывать мощность нагрузки с обязательным учётом пусковых токов для всех устройств, характеризующихся их высоким значением;
• при необходимости переводить Вт в ВА и анализировать мощность нагрузки в единицах измерения соответствующих единицам, на основе которых выстроен мощностной ряд стабилизаторов;
• выбирать мощность стабилизатора с учетом необходимого запаса;
• выбирать стабилизатор с номинальной мощностью выше, чем расчётная мощность нагрузки (допустимо лишь небольшое округление нагрузочной мощности в меньшую сторону, при условии наличия предварительно заложенного запаса мощности);
• выбирать трехфазный стабилизатор для однофазной нагрузки, анализируя не только номинальную выходную мощность устройства, но и мощность отдельной фазы.

Внимательность при расчетах и соблюдение всех вышеприведённых правил поможет подобрать модель стабилизатора, отвечающую требованиям вашей нагрузки.

В случае возникновении при определении мощности стабилизатора любых сложностей и вопросов рекомендуем проконсультироваться со специалистами!

Cтабилизаторы напряжения «Штиль» инверторного типа.

Еще важно знать 3 нюанса о выборе стабилизатора напряжения по надежности

Самые надежные производители электронных СН 220В на рынке – это итальянские «ORTEA» и отечественные «Лидер» и «Штиль».  В последнее время остальные отечественные и китайские производители часто выпускают брак. Стабилизаторы таких марок отличаются предельно низкой ценой и недолговечностью.

Стабилизаторы фирмы «ORTEA»:

1. Обладают высокой точностью стабилизации;
2. Имеют множество функций и различных защит;
3. Дорого стоят.

Наряду с этим, стабилизаторы отечественных фирм «Лидер» и «ШТИЛЬ» также надежны, но цена на них существенно ниже. И дополнительных функций и защит у них уже не будет.

Цена	Производитель	Плюсы	Минусы
40000 рублей за 1000кВт мощности	ORTEA	Высокая точность стабилизации (0,5%), множество различных функций и защит, надежность	Цена
4000 рублей за 1000 кВт мощности	Штиль	Надежность, цена	Меньшая точность стабилизации (5%), отсутствие множества функций и защит, присутствующих у ORTEA

Самые популярные СН для дачи — это инверторные стабилизаторы 220В. Их отличает то, что в основе лежит не релейное управление автотрансформатором, а логика работы электронных компонентов. Надежность их работы обусловлена тем, что управляющим сигналом служит импульс, который посылается от микроконтроллера на транзисторные ключи.

Принцип работы импульсных устройств – это преобразование переменного тока в постоянный и прохождение через электрическую схему с конденсаторами. На выходе получается уже стабилизированное напряжение 220В.

Нужно ли на даче заземлять стабилизатор напряжения на 220В и 380В

ДА!. Благодаря заземлению исключается возможность поражения электрическим током при прикосновении к электропроводящим предметам или деталям. Также накопление статического электричества приведет к тому, что возникнут наводки на электронные компоненты. Это выведет их из строя. Это также касается стабилизатора напряжения.

Заземление СН для дачи собственными руками производится путем присоединения заземляющего провода к конструкции заземляющего устройства.

Установка заземления