В современных частных домовладениях количество электроприборов увеличивается в соответствии с ростом потребностей хозяина. Холодильник, плита и духовой шкаф, телевизор, стиральная машина, пылесос, компьютеры, чайник — это ставшие уже привычными потребители электричества. А еще посудомоечная машина, мультиварка, хлебопечка, кофемашина — список пополняется с каждым днем. Нагрузка на электрические сети растет, особенно за чертой города, в дачных или коттеджных поселках, где перепады напряжения в сети являются обычным явлением. Защитить сложную и дорогую электронику от таких скачков поможет стабилизатор напряжения.
Виды стабилизаторов напряжения: краткий ликбез для домовладельца
Стабилизатор напряжения — это электронный или электромеханический прибор, преобразующий входную электрическую энергию и позволяющий поддерживать в сети напряжение в определенных пределах при больших изменениях входного напряжения и выходного тока нагрузки.
Таким образом, стабилизатор является неким переходником между источником тока и всем электрооборудованием в доме. Стабилизатор держит под постоянным контролем выходное напряжение и при необходимости регулирует его до оптимальных значений. Лучшие стабилизаторы напряжения для дома являются автоматическими и не требуют вмешательства человека в их работу.
Бытовые стабилизаторы напряжения для дома решают две основные задачи:- понижение повышенного напряжения или, наоборот, повышение пониженного до значения 220–230 В;
- отключение питания в случае значительных перепадов в сети: ниже 160 или выше 255 В;
Выбор стабилизатора напряжения для дома или дачи следует начинать с изучения типов стабилизаторов.
Релейные стабилизаторы (например, «Ресанта», RusElf, Энергия и т.п.)
Эти стабилизаторы, также называемые ступенчатыми, очень широко используются в быту. Они имеют довольно высокую точность регулирования и при этом относительно низкую цену. Принцип работы релейного стабилизатора основан на переключении обмоток трансформатора с помощью специального силового реле, работающего в автоматическом режиме. Реле могут быть расположены как в плате, так и в корпусе стабилизатора. В процессе работы анализируется напряжение на входе и на выходе, и при необходимости подается команда на включение определенного реле, отвечающего за повышение или понижение напряжения.
Преимущества релейных стабилизаторов:
- небольшие габариты;
- широкий диапазон регулирования входящего напряжения;
- возможность длительной перегрузки (110 % от номинальной) и кратковременной двукратной (до 4 секунд);
- широкий температурный режим, от –20 до +40° С;
- низкая чувствительность к искажениям входного напряжения;
- бесшумность;
- длительный срок работы — до 10 лет.
Основной недостаток — именно ступенчатая стабилизация, поскольку при переходе с обмотки на обмотку может наблюдаться изменение освещенности в лампах накаливания. Еще один недостаток - невысокая надежность, т.к. контакты реле имеют ограниченный ресурс переключений, и при частых переключениях могут выйти довольно быстро из строя. Также, у релейных стабилизаторов более длительное время реакции на изменение напряжения, по сравнению с электронными (симисторными и тиристорными).
Электронные (например, «Штиль», "Прогресс", "Энерготех")
Эти стабилизаторы состоят из двух частей: силовой и управляющей. В силовой части однофазного стабилизатора находятся два параллельных тиристора (полупроводника с двумя устойчивыми состояниями), трехфазного — шесть, по два на каждую фазу. Управление ими может осуществляться в одном из двух режимов:
- с пропуском периодов, при котором тиристоры включаются и выключаются в определенное время;
- фазно-импульсный, когда изменение проводимости происходит в среднем сто раз за секунду.
Электронные стабилизаторы отличаются следующими преимуществами:
- высокая точность регулирования напряжения;
- сохранение мощности в режиме стабилизации;
- отсутствие задержек, требующихся на регулирование;
- бесшумность.
Среди недостатков можно отметить большие габариты, вес и высокую цену.
В частных домах и на даче для корректировки напряжения используют бытовые электронные стабилизаторы. С их помощью можно защитить отопительный котел и бытовые электроприборы, такие как холодильник, чайник, микроволновка.
Электромеханические стабилизаторы(например, ORTEA, Русэлт)
В устройствах этого типа в схему входит автотрансформатор, расположенный в первичной обмотке вольтдобавочного трансформатора. Регулирование электромеханических стабилизаторов осуществляется при помощи поворотного графитового щеточного контакта с сервоприводом. В зависимости от мощности и назначения их можно использовать в качестве сетевых или магистральных.
Главными преимуществами электромеханических стабилизаторов являются:
- широкий диапазон входных напряжений (100–260 В);
- работа без искажения выходного напряжения;
- устойчивость к перегрузкам;
- низкая чувствительность к входным помехам и искажениям напряжения, формы и частоты тока;
Недостатки стабилизаторов этого типа — неспособность работать в условиях низких температур и невысокая скорость стабилизации. При срабатывании сервопривода возникает характерный шум, длящийся, как правило, доли секунды. Чем выше мощность стабилизатора, тем большим шумом сопровождается его работа.
Как подобрать оборудование: ключевые характеристики
Практически все виды стабилизаторов пригодны для бытового использования. Чтобы окончательно определить, какой именно стабилизатор напряжения выбрать для частного дома, дачи или коттеджа, необходимо знать ключевые характеристики приборов и их соответствие конкретным потребностям.
Фазность
Стабилизаторы бывают однофазными и трехфазными. Обычные бытовые приборы работают от однофазной сети 220 В. В некоторых случаях требуется сеть 3х380 В для питания электрических печей, насосов или сварочных аппаратов. Для дома, где не предусмотрено использование такого оборудования, подойдет однофазный стабилизатор на 220 В.
Мощность
При выборе стабилизатора следует учитывать суммарную мощность подключаемых к нему приборов. Обычно суммарная мощность указывается в паспорте изделий. Нельзя забывать и о том, что приборы, имеющие электродвигатель, в момент запуска потребляют количество энергии, в несколько раз превосходящее их номинальную мощность. Поэтому итоговая допустимая для стабилизатора мощность должна превосходить суммарную в 3–5 раз, иначе при включении оборудования каждый раз будет срабатывать защита.
При выборе мощности необходимо учитывать характер нагрузки.
Активная нагрузка
Приборы, преобразующие электрическую энергию в освещение и тепло, такие как все лампы накаливания, утюги, электроплиты, нагреватели, — это приборы с активной нагрузкой. Единица измерения активной нагрузки — кВт, при выборе стабилизатора для таких приборов поправочные коэффициенты не требуются. Если суммарная активная мощность равна 1кВт, то достаточно будет установить стабилизатор с аналогичной мощностью.
Реактивная нагрузка
Так называемую реактивную мощность потребляют емкостные или индуктивные приборы, такие как электродвигатели или устройства с конденсаторными батареями. Полная мощность подобных устройств складывается из активной и реактивной и измеряется в кВА.
При выборе стабилизатора для приборов подобного типа из полной мощности выделяют активную, умножив полную мощность в кВА на значение косинуса фи, указываемое в паспорте устройства. Если этот показатель не указан, то за его среднее значение принимается 0,7.
Запас мощности
Для увеличения срока службы стабилизатора желательно предусмотреть запас мощности около 20%. Режим работы устройства будет при этом более щадящим, а при необходимости к нему можно будет подключить дополнительные приборы.
Диапазон стабилизируемого напряжения
На всех стабилизаторах указывается рабочий диапазон напряжения. Рабочий диапазон — это значение напряжения на входе, при котором стабилизатор способен корректировать выходное напряжение. Если напряжение на входе превышает это значение, стабилизатор отключит все приборы. Обычный рабочий диапазон для стабилизаторов, используемых для частных домов и коттеджей, — 130–270 В.
Чтобы определить необходимый рабочий диапазон бытового стабилизатора напряжения для дачи или дома, нужно проводить контрольные замеры входящего напряжения в сети в течение нескольких дней. Желательно делать это утром и вечером, когда нагрузка на сеть особенно велика, обязательно включив максимальное количество приборов-потребителей. Крайние значения, полученные по результатам замеров, и будут рекомендуемым рабочим диапазоном стабилизатора.
Обязательно нужно учесть, что по сути стабилизатор обладает двумя диапазонами. Первый тип — входное напряжение находится в пределах, при которых выходное напряжение составляет 220 В плюс-минус 5%. Второй тип — предельный диапазон, он возникает, когда входное напряжение значительно изменяется, а выходящее меняется в пределах 15–18%. Этот диапазон — последняя ступень перед отключением всех приборов. Долго работать в таком режиме стабилизатору вредно, но при кратковременных перепадах это вполне допустимо.
Точность стабилизации
Под точностью стабилизации понимают максимальное отличие в меньшую или большую сторону выходного вольтажа от номинала. Точность стабилизации выбранного аппарата не может быть меньше, чем требования к питающему напряжению каждого из подключенных к нему приборов. В том случае, если у этих приборов различные требования по напряжению, то необходимо взять за основу минимальное значение или подключить технику к разным стабилизаторам. Большинство бытовых электроприборов способно работать при точности стабилизации 220 В ± 5–7%. Однако осветительные приборы требуют точности не более 3%, поскольку недостаточная точность выходного напряжения приводит к изменению интенсивности освещения в случае перепадов во входной сети.
Способ установки
По способу установки все стабилизаторы делятся на настенные и напольные. При выборе места нельзя забывать, что стабилизатор при работе нагревается и его вентиляторы должны иметь возможность свободно работать. Вредное воздействие на стабилизатор оказывают влажность, пыль, высокая или низкая температура. Нельзя устанавливать его в сырых подвальных или чердачных помещениях.
Оптимальным местом для установки магистрального стабилизатора напряжения для дачи и дома будет точка рядом с распределительным щитком в коридоре или сухой кладовке.
Наличие информационного дисплея
Некоторые модели стабилизаторов оснащены информационным дисплеем, фиксирующим все показатели работы: входное и выходное напряжение, величина нагрузки, сообщение об аварии и причинах ее возникновения (в стабилизаторе, в сети, в нагрузке).
Чтобы не перегрузить стабилизатор, к нему рекомендуется подключать только те приборы, работа которых действительно требует постоянных значений напряжения:
- телевизор;
- компьютеры и оргтехника;
- устройства связи;
- холодильник;
- осветительные приборы.
Бытовые нагревательные приборы, оборудованные ТЭНами, к стабилизатору подключать нецелесообразно, поскольку они могут функционировать и при нестабильном напряжении. Это же касается и приборов с высокими пусковыми токами (насосы, сварочные аппараты), которые при включении способны вызвать срабатывание защиты в стабилизаторе и обесточивание всей сети.
