Як вибрати стабілізатор напруги

Замість звичайного з дитячих часів числа 220 в маркуванні сучасних електричних приладів дуже часто трапляється 230. З недавньої пори власне 230 В вважається класичним напругою в нашій країні і безлічі інших країнах. Проте, для багатьох електричних приладів різниці між 230 і 220 В Немає ніякої. Стандартом допускаються відхилення напруги мережі на ±10%, тобто від 207 до 253 в.виробники домашньої техніки орієнтуються саме на дані показники.

Однак в реальності напруга в таких рамках тримається не завжди. У нових районах, в селах і селищах часто до старої підстанції, розрахованої на конкретну навантаження, підключається багато нових споживачів. Це призводить до падіння напруги до 190 В і навіть нижче, що буває добре помітно по палаючим в полнакала лампочок. На превеликий жаль, зниженням яскравості лампочок проблема не обмежується. Стають більше струми в обмотках електричних двигунів насосів, холодильників, пральних машин, посудомийок і ін.

Буває в мережі і дуже висока напруга, також досить регулярне в будинках за містом-іноді підстанції навмисно підлаштовуються на видачу дуже високої напруги, щоб на віддалених споживачах воно збільшилося до нормального. При цьому на споживачах, близьких до підстанції, воно може бути близько 250 В.якщо при цьому ще й нульовий провід виявиться не заземлений, то через перекошування фаз напруга може піднятися ще більше-до 260 В а то і більше. Ну і не так уже й рідкісні випадки, коли електрики ненавмисно під’єднують в щитку замість нульового проводу – ще одну фазу, видаючи споживачам 400 В замість 230. Дуже висока напруга шкідливо всім споживачам без винятку, оскільки веде до збільшення виділення тепла, перегріву деталей, виходу їх з ладу і навіть загоряння.

Можна захистити всі електричні прилади в будинку, встановивши у вхідному щитку реле контролю напруги, однак це не вирішить проблему повністю – при виході напруги за встановлені рамки воно просто знеструмить споживачів. Щоб уберегтися від довгих осідань або підвищень напруги, слід ставити стабілізатор, вибрати можна в каталозі https://amperok.com.ua/cat_stabilizatory/cat_stabilizatory_dlja_budynku/.

Зрозуміло, можна поставити потужний стабілізатор при вході в будинок і захистити всю техніку скопом, однак це буде коштувати дуже дорого. Тим більше що особливої потреби в цьому і немає – різні електричні прилади по-різному реагують на дуже високу або знижену напругу. Дійсно можливо, що не всій вашій техніці необхідний захист стабілізатором.

Захист електричних приладів

Холодильники, морозильники і кондиціонери потребують захисту перш за все – знижене мережеве напруга буде причиною поломки компресора і дорогого ремонту.

Але ще одна винятковість цієї техніки в тому, що більшість моделей можуть поламатися при швидкому виключенні-включенні. А справа вся в тому, що при виключенні компресора системний тиск вирівнюється протягом певного часу (1-3 хвилини). Якщо запустити компресор раніше, його двигун буде працювати з дуже високим навантаженням (або зовсім не зможе запуститися), що може привести до поломки. Сучасні холодильники і кондиціонери здебільшого мають вбудоване реле затримки, однак якщо у вас є сумніви, або в керівництві зазначено, що перед повторним пуском слід почекати якийсь час, то стабілізатор обов’язково зобов’язаний мати функцію затримки запуску мінімум на 1 хвилину.

Насоси, як заглибні, так і поверхневі також потребують захисту від зниженого/дуже високої напруги і їм теж необхідна затримка запуску. При пуску Насосний двигун протягом 1-2 секунд споживає струм, у багато разів перевищує номінальний. При цьому обмотка двигуна нагрівається. При простому пуску залишки тепла знімаються прокачується водою, однак якщо мережеве напруга зникає і виникає, то струми пуску тривають довше, а двигун не встигає розкрутитися і прокачати воду. Стикається з насосом вода перегрівається аж до закипання, що призводить до поломки насоса і перегорання обмоток двигуна. Тому стабілізатор, що захищає насоси, повинен також мати затримку запуску в 5-10 секунд.

СВЧ-піч не поламається при падінні напруги, але ефективність її при цьому зменшиться неодноразово. Якщо відвезена на дачу «мікрохвильова піч» перестала зігрівати, не варто поспішати везти її в ремонт – можливо, справа в невисокому напрузі мережі. Стабілізатор легко усуне дану проблематику.

Електроніка (комп’ютери, сучасні телевізори, Аудіотехніка), обладнана імпульсними блоками живлення, зниженої напруги не боїться. Зазвичай це вказується в керівництві або прямо на блоці живлення: «INPUT: 100-240 V». Тому, якщо ваша проблема полягає в досить низькій напрузі, стабілізатор такій техніці не потрібно. Інша річ, якщо воно дуже високе-при довгому впливі напруги від 240 В і вище, навантаження (як теплова, так і електрична) на електроніку БП значно збільшується, що досить оперативно призводить до виходу його з ладу.

Комплексні люмінесцентні лампи (як люмінесцентні, так і світлодіодні) до зниженої напруги досить лояльні, а ось дуже високого не люблять. Якщо сплески напруги у вашій мережі не вважається рідкістю, то їх краще захистити стабілізатором. Тим більше що споживають вони небагато, і одного недорогого стабілізатора потужністю в 300-500 ВА вистачить на освітлення власного будинку.

Нагрівальних приладів, ламп з ниткою розжарення, електрочайників, прасок і решті подібній техніці падіння напруги зовсім не є небезпечними – у них просто зменшиться ефективність. Дуже висока напруга може прискорити їх знос, але в загальному, напруга, на 10-20% перевищує номінал, для багатьох таких приладів не небезпечно. Такі прилади можна включати в «проблемну» мережу без стабілізатора. Правда, це не відноситься до багатьох сучасних моделей, обладнаним складними електронними пристроями управління.

Сформувавшись з тим, які прилади необхідно захистити, необхідно чітко визначитися з параметрами стабілізатора.

Характеристики стабілізаторів

Тип стабілізатора електричної напруги

Релейні стабілізатори електричної напруги являють собою перетворювач електричної енергії з декількома відводами вхідний або вихідний обмотки, комутованими силовими реле.

При нормальному вхідній напрузі перетворювач електричної енергії працює як розділовий – не підвищуючи і не знижуючи напругу. При виході вхідної напруги за чіткі межі, Електроніка включає відповідне реле, перетворюючи перетворювач електричної енергії в понижуючий або підвищує.

Переваги релейних стабілізаторів:

• Бюджетна ціна.
• Висока перевантажувальна здатність-навіть самі звичайні моделі можуть витримати 200% перевантаження протягом декількох секунд. Моделі ж з потужними силовими реле, які розраховані на високі струми пуску, можуть витримати короткочасні десятикратні перевантаження.
• Малий час перемикання-напруга повністю стабілізується через 20-100 мс після виходу його за нормальні межі.

Недостатки:

• Ступінчастість регулювання. Перетворювач електричної енергії має невелике число відводів на обмотці, тому змінювати напругу може лише ступінчасто – по 5, 10, а на дешевих моделях – по 20 вольт на один щабель регулювання. Загалом це для техніки не небезпечно, але на граничних напругах постійні перемикання реле, що супроводжуються мерехтінням ламп з ниткою напруження, можуть нервувати.
• Шумність. Реле при перемиканні клацає досить голосно.
• Знос контактів реле. Головний мінус даного виду стабілізаторів-небезпека прогару або пригару контактів реле. Якщо в першому варіанті напруга на виході стабілізатора просто пропаде, то другий варіант набагато неприємніше. Якщо пригар трапиться під час зниженого вхідної напруги, то при поверненні напруги в норму, реле залишиться включеним. Перетворювач електричної енергії продовжить працювати, як підвищує і напруга на виході стане дуже високим! Поміркований за власну електричну техніку господар стабілізатора навіть не буде припускати, що власне в даний момент він спалює її великою напругою. Тому не вибирайте релейний стабілізатор, якщо в мережі трапляються постійні скачки напруги – чим частіше реле спрацьовує, тим швидше зменшується його ресурс.

Індукційні (сервопривідні) стабілізатори електричної напруги являють собою тороїдальний перетворювач електричної енергії з пересувається над зовнішньою обмоткою струмознімачем, що контактує з обмоткою за допомогою вугільної щітки. При падінні або перевищенні вхідної напруги сервопривід переміщує струмознімач, нормалізує вихідну.

Переваги електромеханічних стабілізаторів:

• Висока перевантажувальна здатність-200% перевантаження протягом 4-х секунд.
• Плавність реґулювання.
• Велика точність регулювання.
• Невеликий рівень шуму при регулюванні.

Недостатки:

• Великий час перемикання-струмознімач рухається по обмотках дуже повільно. Чим більше перепад напруги, тим дуже повільно стабілізатор його відпрацьовує. Це здатне привести до появи імпульсних перешкод на виході стабілізатора, що викликають збої в роботі електропобутової техніки.
• Знос струмознімача. Струмознімач бажано іноді змащувати графітової мастилом. Однак навіть значуща мастило не оберігає повністю зносу деталей які труться одна об одну.
• Велика ціна.

Інверторний стабілізатор виконаний на основі перетворювача напруги – струм спочатку випрямляється, потім, за допомогою перетворювача напруги, знову перетворюється в змінний.

Це дає можливість домогтися великої точності регулювання і дає можливість домогтися повної відсутності збурень на виході. Завдяки відсутності рухаються контактів, у них невеликий рівень шуму, ресурс вище і небезпеки пригару контактів вони позбавлені.

Недоліки інверторних стабілізаторів:

• Дешеві перетворювачі напруги дають на виході не чисту синусоїду, а ступінчасту. Деякі електронні прилади (прилади для вимірювань, котли на газу, аудіо — та відеотехніка) швидше за все почнуть давати збої або взагалі відмовляться працювати з подібною синусоїдою.
• Невисока перевантажувальна здатність. Дозволяється перевантаження 25-50% від номіналу, протягом 1-4 секунд. Для захисту приладів, що мають високий пусковий струм, стабілізатор даного типу знадобиться брати з великим запасом по потужності.
• Висока чутливість до потужних імпульсних перешкод. Проте, в побутових мережах такі перешкоди — явище малоймовірне.

Ступінчасті ступінчасті стабілізатори конструктивно схожі з релейними, однак коммутирование обмоток в них проводиться не за допомогою реле, а за допомогою потужних напівпровідникових приладів.

Це дає можливість домогтися найвищої швидкості регулювання (5-40 мс на перемикання) при досить невеликій ціні. Ці стабілізатори теж не мають рухаються контактів, тихі і володіють високим ресурсом.

Але власні мінуси є і у даного виду стабілізаторів:

• Невисока перевантажувальна здатність. Дозволяється перевантаження 20-40% від номіналу, і то дуже недовго.
• Ступінчастість регулювання.
• Висока чутливість до потужних імпульсних перешкод. Якщо в мережі нерідкі сильні нетривалі сплески напруги, прослужить такий стабілізатор нетривалий час.

Потрібна повна вихідна потужність стабілізатора розраховується виходячи з потужностей всіх підключених до нього електричних приладів. При підрахунку повної потужності потрібно розуміти, що та потужність (в Ватах), яка наводиться в паспорті на електричний прилад – це його активна потужність, тобто, що виділяється у вигляді тепла або світла.

Прилади з нагрівальною функцією і лампи загального призначення мають всю потужність, рівну активній. Однак деякі споживачі, що містять в собі електричні двигуни або перетворювачі електричної енергії, створюють плюс до всього до активної ще й реактивне навантаження. Для визначення їх повної потужності слід активну потужність розділити на показник потужності (cos (?)), зазвичай зазначений у паспорті на електричний прилад.

Повні потужності всіх споживачів слід скласти і додати до отриманої сумі 30% — а справа вся в тому, що потужність стабілізатора наводиться для напруги 220В. При виході напруги за межі нормального, потужність стабілізатора падає на 20-30%. Власне це падіння і необхідно відшкодувати.

Однак це ще не все – тепер всю потужність кожного споживача слід помножити на пусковий показник, також взявши його з паспорта або з таблиці. Сума отриманих чисел (не забуваємо про 30%) – це пускова потужність, і перевантажувальна здатність стабілізатора повинна її забезпечувати.

Наприклад, нам необхідно захистити холодильник потужністю 150 Вт, насос погружного типу потужністю 500 Вт і лінію освітлення з лампочками на світлодіодах сумарною потужністю 500 Вт. Потрібна повна потужність в ВА буде дорівнює:

• 150/0,8=187,5
• 500/0,7=714,3
• 500/0,95=526,3

Підсумовуємо дані які отримані і додаємо 30%. У підсумку 1857 ВА.

Пускова потужність буде дорівнює:

• 187,5*3=562,5
• 714,3*7=5000
• 526,3*1,5=790

Також підсумовуємо, додаємо 30%, виходить 8258 ВА. Таким чином, нам необхідний стабілізатор на 3000 ВА, здатний витримувати перевантаження втричі більше (релейний з посиленими реле), або стабілізатор на 4500 ВА, здатний витримувати вдвічі більше перевантаження (релейний або електромеханічний), або електронний (ступінчастий або інверторний) на 9000 ва.

Якщо такий вибір виглядає занадто складним, то можна просто скласти активні потужності електричних приладів (в Ватах) і вибрати стабілізатор також по активної вихідної потужності. Але подібний вибір буде грубіше: по-перше, даний метод не бере до уваги індивідуальних особливостей електричних приладів, друге, всі виробники по-різному розраховують залежність повної і активної потужностей. І тут також необхідно бути впевненим, що перевантажувальна здатність стабілізатора допоможе йому витримувати пускову потужність споживачів.

Роз’єм для підключення навантаження буває в якості клем, або у вигляді розеток. Якщо стабілізатор передбачається застосовувати для захисту якої-небудь лінії електричного живлення (наприклад, освітлювальної) краще роз’єм у вигляді клем.

Якщо ж захищати передбачається окремих споживачів, то зручніше підключати їх безпосередньо в євророзетки (СЕЕ 7), необхідно звернути свою увагу, щоб кількість розеток відповідало кількості споживачів.

Деякі стабілізатори обладнані комп’ютерними розетками IEC 320 C13-в основному, ці стабілізатори призначаються для захисту ПК і беруть до уваги невисокий показник потужності даного виду техніки.

Затримка запуску, як зазначалося вище, може знадобиться для захисту багатьох видів техніки, що не сприймають частих включень-виключень: холодильників, кондиціонерів, насосів та ін.

Варіанти вибору стабілізаторів

Для захисту окремого малопотужного споживача-котла на газу або циркулярного насоса – цілком достатньо стабілізатора повною потужністю до 1000 ВА.

Для захисту електричних приладів, дуже сильно схильних до впливу зниженого або дуже високої напруги, цілком достатньо стабілізатора в 3000-6000 ва.

Із захистом всіх домашніх електричних приладів впорається потужний стабілізатор.

Для захисту комп’ютера і периферії добре застосовувати спеціальний стабілізатор з комп’ютерними розетками.

Релейні і індукційні стабілізатори мають високу перевантажувальної здатністю і цілком підходять для захисту електричних приладів з високими пусковими струмами.