Как правильно выбрать стабилизатор напряжения для дома

Номинальные параметры тока централизованной электрической сети и допустимые отклонения регламентирует ГОСТ 23922-2014. Но в реальных условиях требования нормативов соблюдаются не всегда: вечером лампочки горят тускло, а скачки напряжения бывают настолько серьезными, что могут вывести из строя дорогостоящие бытовые приборы, электрический инструмент, аудио- и видеотехнику. Причинами отклонений характеристик тока от номинальных величин могут быть: удаленность объекта от распределительного трансформатора, изношенное состояние воздушных линий, превышение в сети мощности, по сравнению с расчетной. Спасти положение в определенных случаях помогает стабилизатор напряжения.

Как правильно выбрать трансформатор для квартиры и частного дома

В продаже имеются различные типы этих аппаратов, главная функция которых – корректировать параметры тока при значительных колебаниях электропитания в сети.

При решении вопроса – какой стабилизатор напряжения выбрать – учитывают:

• принцип действия прибора;
• тип сети – однофазный или трехфазный;
• мощность, при определении которой учитывают высокие пусковые токи техники с асинхронными двигателями;
• допустимые эксплуатационные условия;
• перечень вспомогательных функций.

Популярный вариант для обслуживания сети электропитания частного дома или квартиры – релейные модели.

Конструкция релейных стабилизаторов

В схему релейных стабилизаторов напряжения входят:

• автоматический вольтодобавочный трансформатор, способный повышать напряжение до номинального благодаря подключению дополнительных обмоток;
• электронная схема, управляющая работой автоматического трансформатора;
• силовые реле, защищенные надежным корпусом;
• дополнительные элементы.

Принцип работы:

• Электронная схема контролирует величину входного тока.
• После получения данных аппарат автоматически регулирует выходное напряжение путем переключения обмоток с помощью силовых реле. Нагрузка подключается к выводу, напряжение которого наиболее близко к заданной величине.
• При подключении или отключении обмоток ток растет или снижается ступенчато, поэтому для обслуживания высокоточного оборудования релейные аппараты не используются. Быстродействие релейных моделей составляет примерно 0,15 с.
• При подаче на вход тока, значение которого ниже минимально допустимой величины, стабилизатор может обесточить нагрузку. При восстановлении уровня напряжения аппарат возобновляет свою работу.

Преимущества и недостатки релейных стабилизаторов

Релейные аппараты популярны для использования в частных домах и квартирах благодаря комплексу преимуществ, к которым относятся:

• компактные габариты и относительная простота конструкции;
• широкий диапазон напряжений, в котором возможна стабилизация параметров тока;
• широкий диапазон рабочих температур – -40…+40 °C, т. е. стабилизирующее оборудование можно установить в не отапливаемом помещении;
• невысокий уровень шума при работе;
• бюджетная стоимость;
• допустимый длительный перегруз – до 110 %.

Слабым местом этих аппаратов являются реле, которые могут выйти из строя и стать причиной поломки всего устройства. Существенным недостатком релейных приборов является ступенчатая стабилизация тока.

Гибридные релейно-электромеханические стабилизаторы

Помимо релейных популярный вариант для частных домов и квартир – электромеханические стабилизирующие аппараты. Принцип их работы заключается в том, что по расположенной внутри аппарата медной обмотке передвигается щетка, которой управляет сервопривод. Основные плюсы электромеханических аппаратов – плавная стабилизация напряжения и точное удерживание параметров выходного тока. Отклонения от номинального значения составляют примерно +/-3 %. Такие аппараты хорошо подходят для обслуживания аудио- и видеотехники.

Электромеханические модели имеют существенный недостаток – достаточно узкий диапазон входных напряжений, подлежащих стабилизации. Поэтому для мест, в которых наблюдаются существенные проседания сетевого тока, такие аппараты не подходят. При напряжениях менее 140 В они отключаются сами и обесточивают нагрузку.

Для сохранения преимуществ электромеханического стабилизатора и устранения его главного недостатка были созданы гибридные модели, в конструкции которых предусмотрены 2 стабилизирующих блока, – релейный и электромеханический.

Принцип работы гибридных стабилизирующих устройств:

• Основной рабочий режим – электромеханический, действующий в диапазоне 140-280 В. Его особенности – плавная стабилизация и точные параметры выходного тока.
• Релейный режим – вступает в действие в диапазоне 105-140 В. И, если электромеханический стабилизатор при напряжениях в сети ниже 140 В просто отключается, то гибридный аппарат включает в действие релейные блок, способный обеспечить достаточную величину выходного напряжения.

Гибридные аппараты имеют напольное исполнение, они могут эксплуатироваться только в отапливаемых помещениях при температурах выше 0 °C.

Электронные стабилизаторы

Электронные стабилизаторы – симисторные и тиристорные – по конструкции похожи на релейные аппараты. Функции силовых электромагнитных реле в них выполняют полупроводниковые элементы – симисторы и тиристоры.

Тиристор – полупроводниковый прибор, имеющий три p-n-перехода. Обеспечивает высокую скорость переключения обмоток. Симистор представляет собой два тиристора, включенных встречно-параллельно. Ток в таком компоненте может свободно проходить в двух направлениях. Симисторные стабилизаторы показывают высокий коэффициент полезного действия.

Преимущества электронных стабилизаторов:

• эффективное подавление скачков напряжения, помех;
• возможность применения даже в условиях очень низких входных параметрах;
• компактные габариты;
• надежность при использовании в конструкции качественных полупроводниковых элементов.

Минусом, по сравнению с обычными релейными аппаратами, является высокая стоимость электронных моделей, сложность ремонтных работ, плохая адаптация к обслуживанию реактивных нагрузок, к которым относятся дрели, перфораторы, штроборезы, бытовая электронная техника.

Производители предлагают гибридные релейно-симисторные модели, в которых за переключение трансформаторных обмоток отвечают симисторные ключи, а за удержание стабильных параметров – электромагнитные реле.

Как правильно выбрать мощность стабилизатора напряжения для однофазной сети 220 В и трехфазной сети 380 В

В каждом частном доме на вводе устанавливается автоматический выключатель, рассчитанный на определенную мощность. При нагрузке электросети нагрузками, мощность которых превышает допустимую величину, вводный автомат обесточит домашнюю электросеть и предотвратит пожар.

Для бытовой сети 220 В расчеты проводятся следующим образом:

• определяют значение тока вводного автомата, например, эта величина равна 40А;
• рассчитывают допустимую мощность, для чего допустимую силу тока умножают на номинальное напряжение – 40 А х 220 В = 8,8 кВт.

Определение необходимой мощности стабилизатора для обслуживания трехфазной электросети:

• определяют допустимый ток вводного автомата, чаще всего – это 20А;
• умножают допустимую силу тока на 220 В и 3 фазы – 20 А х 220 В х 3 = 13,2 кВт.

Стабилизаторы покупают примерно с 30 % запасом по мощности, который необходим в связи с тем, что за границами рабочего диапазона параметров тока мощность аппарата падает.

Понижающий коэффициент мощности стабилизирующего устройства в зависимости от значений входного напряжения

В частных домах с большим количеством электроприборов часто ставят не один мощный стабилизатор, а два или несколько приборов меньшей мощности, к которым подсоединяют определенные группы электропотребителей.