Стройтехнадзор

Защититься от неполадок в электросети можно, установив стабилизатор напряжения. Этот прибор способен уменьшить вероятность сбоев в работе электрооборудования и увеличить срок его службы, защитить бытовую электронику от изменения напряжения и обеспечить фильтрацию помех.

С каждым днем вы все больше привыкаете к комфорту и безотказности бытовой электротехники. И вдруг в один отнюдь не прекрасный день музыкальный центр внезапно умолкает, изображение на телеэкране «схлопывается» и исчезает, холодильник размораживается и «течет», а стиральная машина не реагирует на включение. Все попытки реанимировать технику своими силами ни к чему не приводят. В сервисном центре вам говорят, что она вышла из строя и не подлежит гарантийному ремонту. Печальная картина, не правда ли?

Причина отказа бытовой электроники во всех этих случаях одна — незапланированные скачки и перепады напряжения, которые связаны с перенапряжением, «пиками» и перегрузками в сети. Причем если при падении напряжения приборы могут отказаться работать временно, то при перенапряжении они «сгорают» навсегда. Можно долго искать этому причины (аварии на подстанциях, старые трансформаторы и провода, короткое замыкание и т. д.), но гораздо проще обезопасить свою технику заранее.

Задачи стабилизаторов

Обеспечить качественное электропитание и защиту различного оборудования, приборов и аппаратуры, находящихся в вашем доме, можно только посредством использования стабилизаторов переменного напряжения (стабилизаторов напряжения переменного тока).

Стабилизаторы решают следующие основные задачи:

• обеспечение качественного электропитания оборудования в условиях нестабильного или некондиционного (завышенного или заниженного) напряжения электросети;
• защита оборудования и приборов от выхода из строя при резких перепадах напряжения, чрезмерно низком либо высоком напряжении;
• защита нагрузки от индустриальных и атмосферных импульсных помех, распространяемых по сети питания;
• защита электросети от перегрузки и короткого замыкания.

С чего начинается выбор?

При выборе стабилизатора, прежде всего, нужно решить, каким образом вы будете защищать свои приборы: индивидуально тот или иной аппарат или все оборудование, находящиеся в доме. В любом случае необходимо правильно определить мощность подключаемых потребителей. Разумеется, более точный результат получается при использовании паспортных данных подключаемых приборов. При этом необходимо учитывать, что ряд электрических устройств в момент пуска потребляет мощность, значительно превышающую номинальную (в паспортных данных это зачастую не указано).

Большие пусковые токи и, следовательно, большие потребляемые мощности режима включения характерны для асинхронных двигателей — их пусковые токи в несколько раз превышают номинальные. Например, средняя номинальная мощность двигателя компрессора бытового холодильника составляет 0,2 кВт, а в момент пуска ему требуется около 1 кВт. Кроме холодильника, асинхронные двигатели устанавливают в кондиционере, для привода различных насосов, ворот и другого оборудования. Правда, импортные глубинные насосы оборудованы асинхронными двигателями с «плавным пуском», значительно снижающим пусковые токи. Установка этого устройства обусловлена стремлением снизить величину гидроудара в трубопроводах. Величина пускового тока в таких установках превышает номинальную величину в 1,1–2 раза.

Также целесообразно ввести в расчеты «коэффициент одновременности», учитывающий вероятность работы всех имеющихся в доме приборов. Рассчитанная мощность потребителей, вероятно, не будет совпадать с мощностным рядом выпускаемых стабилизаторов, но желательно, чтобы его мощность превышала мощность нагрузки не менее чем на 10–15%. При покупке стабилизатора необходимо обратить внимание на условия его применения. В основном фирмы-производители гарантируют надежную работу своих изделий в строго определенном температурном диапазоне.

При установке стабилизатора также необходимо учитывать то обстоятельство, что увеличение напряжения на его выходных клеммах обеспечивается за счет увеличения тока в подводящей сети. Например, у вас установлены автоматы защиты на 25 А, что практически соответствует мощности подключенного оборудования при нормальном напряжении. В случае падения напряжения в сети на 25% и установке стабилизатора он повысит напряжение в сети до нормы за счет 25-процентного увеличения тока. Скорее всего, в данной ситуации автомат сработает. Хорошо, если установка стабилизатора потребует только установки других автоматов, в некоторых случаях может понадобиться и замена подводящего кабеля. В целом, установка мощных стабилизаторов представляет довольно сложную защиту, поэтому для ее решения желательно привлечение специалистов.

Одно- и трехфазное исполнение

Далее следует определиться, какую модель стабилизатора напряжения — однофазную или трехфазную — необходимо выбрать для работы вашего оборудования. Рассмотрим два основных варианта подключения нагрузки.

Первый. Нагрузка представляет собой одно законченное устройство. В этом случае достаточно посмотреть в паспорте устройства схему подключения к электросети и его потребляемую мощность (пиковую и номинальную).

Второй. Нагрузку создают несколько приборов. Если среди них есть хотя бы один прибор с трехфазной схемой подключения или если суммарная мощность нагрузки велика, необходимо выбрать трехфазную модель стабилизатора. Равномерное, распределенное по фазам (каналам стабилизатора) распределение нагрузки позволит избежать перекоса фаз, а также продлит срок службы стабилизатора. Учтите: нагрузка по любой из фаз не должна превышать допустимое значение для данной модели стабилизатора.

Современные трехфазные стабилизаторы представляют собой набор из трех однофазных стабилизаторов соответствующей мощности, объединенных общей конструкцией, и контроллера, обеспечивающего их согласованную работу на трехфазную нагрузку. Каждый из стабилизаторов осуществляет стабилизацию напряжения своей фазы. Модульная схема позволяет повысить надежность электроснабжения и обеспечить стабилизацию как фазных, так и линейных напряжений. Однофазные стабилизаторы относительно большой мощности, входящие в состав трехфазных, часто в общую конструкцию не объединяют, их соединение в трехфазную схему выполняют по месту установки.

Дополнительные функции

Некоторые модели стабилизаторов способны выполнять дополнительные функции. В их числе:

• возможность самостоятельного изменения настроек стабилизатора (установка номинального выходного напряжения, отличного от 220 В; изменение порогов защиты нагрузки от повышенного или пониженного выходного напряжения);
• удобство эксплуатации (расширенная индикация параметров работы стабилизатора (ЖКИ-дисплей, цифровой сегментный индикатор); звуковое оповещение; мониторинг работы стабилизатора с компьютера; удаленная сигнализация и управление стабилизатором);
• дополнительная защита (защита от перегрева силовых узлов; устройства самодиагностики стабилизатора).

Анализ рынка

Все присутствующие сегодня на рынке электротехнической продукции стабилизаторы напряжения переменного тока условно делят на следующие типы:

• стабилизаторы со ступенчатым регулированием (ступенчатые корректоры напряжения);
• феррорезонансные стабилизаторы;
• электромеханические стабилизаторы;
• стабилизаторы с подмагничиванием;
• стабилизаторы с фазовым регулированием;
• стабилизаторы с дискретным ВЧ-регулированием.

Стабилизаторы со ступенчатым регулированием представляют собой наиболее широкий класс устройств, обеспечивающих поддержание выходного напряжения с определенной точностью. Принцип стабилизации основан на автоматической коммутации (переключении) секций (обмоток) трансформатора с помощью силовых ключей (реле, тиристоров, симисторов). Ступенчатые стабилизаторы весьма популярны в силу целого ряда достоинств, в числе которых: высокая точность регулирования, высокое быстродействие, широкий диапазон входного напряжения, возможность работы на холостом ходу, отсутствие искажения формы входного напряжения, широкий диапазон нагрузки (от 0 до 100%), высокое значение КПД, возможность экономии затрат за электроэнергию. Единственным недостатком данных стабилизаторов, заложенным в их конструкции, является ступенчатое изменение выходного напряжения.

Феррорезонансные стабилизаторы построены на основе использования эффекта феррорезонанса — напряжения в контуре «трансформатор–конденсатор», обеспечивающего непрерывное регулирование выходного напряжения в определенных пределах изменения нагрузки. В настоящее время они находят ограниченное применение из-за ряда недостатков, как-то: высокий уровень шумов при работе стабилизатора, искажение формы входного напряжения; недопустимость работы в режимах холостого хода и при перегрузках, значительная масса и габариты и другие. К достоинствам данных приборов относят высокое быстродействие и большой ресурс работы.

Электромеханические стабилизаторы представляют собой следящую систему с использованием электродвигателя и автотрансформатора. Такая система позволяет непрерывно и плавно регулировать выходное напряжение без искажения синусоидальной формы. Плюсы данных устройств: высокая точность регулирования, высокая перегрузочная способность, широкий диапазон регулирования. Минусы: крайне низкое быстродействие, необходимость регулярного обслуживания для сохранения рабочего ресурса, наличие открытого скользящего электрического контакта и ограничение по среде использования, пожароопасность, низкое качество работы с современной электроникой.

Стабилизаторы с подмагничиванием основаны на компенсации изменения напряжения сети путем регулирования коэффициента трансформации за счет локального подмагничивания стержней автотрансформаторов с магнитопроводом и системой обмоток. Подмагничивание происходит с помощью тиристорного регулятора. Такие стабилизаторы отличаются высокими перегрузочными способностями, но имеют ограниченный диапазон регулирования и повышенный коэффициент искажения синусоидальной формы выходного напряжения по сравнению со ступенчатыми корректорами напряжения.

Стабилизаторы с дискретным высокочастотным (ВЧ) регулированием основаны на использовании быстродействующих силовых транзисторов. Считаются перспективным направлением в развитии стабилизаторостроения. Сегодня они находятся на стадии разработок, в промышленном производстве отсутствуют.

Популярные модели

На рынке электротехнического оборудования представлены множество марок и моделей, но мы отметим лишь некоторые из них — те, что заслуживают доверия потребителей и пользуются постоянным спросом.

Среди наиболее популярных и востребованных сегодня моделей — стабилизаторы напряжения «Штиль». Однофазные стабилизаторы «Штиль» представлены сериями R, T, P, M — с дискретным (ступенчатым) регулированием напряжения. Трехфазные модели «Штиль» включают серии R, P и M. Модели серий R и P мощностью 3,6 кВА, 6 кВА и 9 кВА конструктивно выполнены в едином корпусе. Модели большей мощности и трехфазные стабилизаторы серии M представляют собой комплект из трех однофазных моделей и блока коммутации.

Отличительной чертой стабилизаторов напряжения «Лидер», производимых ООО «ИПП Интепс», является наилучшая приспособленность к особенностям российских электросетей. Стабилизатор «Лидер» выдерживает большой диапазон колебаний входного напряжения.

Однофазные стабилизаторы «Лидер» представлены сериями W, SQ со ступенчатым регулированием напряжения, трехфазные — сериями W, SQ также с дискретным регулированием. Эти устройства выполнены на основе трех однофазных стабилизаторов. Трехфазные стабилизаторы мощностью 6–30 кВА реализованы в виде вертикальной стойки.

Стабилизаторы напряжения Ortea пользуются заслуженной популярностью во всем мире. Их производит компания Ortea, являющаяся крупнейшим производителем электростабилизирующей техники в Италии. Мощность однофазных стабилизаторов электрического напряжения серии Vega составляет от 0,2 до 15 кВА. Особенности стабилизаторов этой серии — высокая надежность и плавная регулировка напряжения. Стабилизаторы Vega снабжены индикатором входного напряжения, а также предохранителями или термомагнитными размыкателями. В случае перегрузки данные устройства подают аварийный звуковой сигнал, предусмотрен автоматический переход стабилизатора в транзит.

Стабилизаторы напряжения Solby производит совместное предприятие ЗАО «Энергетические технологии» в КНР. Выходная мощность модели Solby SVC составляет от 0,5 до 30 кВА. Стабилизатор напряжения SVC основан на электродинамическом принципе, его конструируют с использованием усиленного щеточного узла, что повышает срок службы и надежность работы изделия. На передней панели стабилизатора SVC расположен индикатор режимов работы устройства. Стабилизаторы Solby оборудованы системами защиты от перегрева и перегрузки.

Cтабилизаторы Sassin выпускает международная корпорация Sassin International Electric Co., Ltd., занимающая лидирующие позиции среди производителей аналогичной продукции в КНР. Стабилизаторы Sassin вносят малое количество искажений в форму волны, отличаются высокой надежностью и мощностью. Sassin поддерживают выходное напряжение с точностью ±1,5% и могут работать в условиях повышенной влажности, вплоть до 95%.

Стабилизаторы СТСП — это агрегаты, способные работать в критических условиях окружающей среды: от –25°C до +45°C, влажность до 98%. Они обладают возможностью двукратной перегрузки, отслеживают одновременно межфазное и фазное напряжения. Усиленная конструкция стабилизаторов позволяет их эксплуатировать в зонах повышенной сейсмической активности.

Одной из новинок рынка являются стабилизаторы ЭКФ, разработанные год назад московской компанией «Флавир». ЭКФ разработаны в соответствии с международными и российскими стандартами. Выпускаются в двух модификациях: однофазном (с электронным принципом действия) и трехфазном (с электромеханическим принципом действия).

Помимо обычных стабилизаторов напряжения, рынок предлагает автотрансформаторы — ЛАТРы, которые при нестабильном входном напряжении способны поддерживать на выходе номинальное напряжение электросети. Это полностью автоматические устройства, рассчитанные на непрерывный режим работы и не требующие постоянного внимания и особого ухода. ЛАТРы плавно регулируют напряжение при питании от сети 220 В или 380 В частотой 50/60 Гц.

ЛАТРы имеют широкий спектр применения и отличаются компактными габаритами, небольшим весом, высоким КПД и безопасностью в работе. Автотрансформаторы можно использовать как в промышленности, так и для бытовых нужд: при наладке и тестировании бытового электрооборудования, для поддержания в ручном режиме номинального напряжения на нагрузке переменного тока при длительном отклонении напряжения сети и т. д. ЛАТРы могут выдерживать перегрузку до 60 кВа. При первом подключении необходима проверка сопротивления изоляции при помощи мегаомметра (безопасное значение — 5 МОм).

Для того, чтобы многочисленная бытовая электроника доставляла вам только радостные минуты, не забывайте использовать стабилизатор напряжения. Один раз потратившись на этот полезный прибор, вы навсегда перестанет зависеть от капризов электросети.

Зоя Дыдынская