16.01.2019

Выбор стабилизатора

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ – устройство, позволяющее добавить недостающее напряжение в сети и убрать избыточное. Диапазон работы стабилизатора от 140В до 260В (т.е. 120В регулировки)

Компания Контуртерм продает 2 типа стабилизаторов напряжения:

Электромеханические (ЭМ)	Релейные с цифровым дисплеем (Ц)
Погрешность Uвых=220±2%  (± 4,4В) Время регулировки 10 В/сек	Погрешность Uвых=220±8%  (± 17,6В) Время регулировки 5-7 мс, т.е. < 1 сек
Витки катушки в данном стабилизаторе аккуратно уложены друг к другу, сверху зашлифованы и залиты техническим лаком для уменьшения износа щётки. Принцип действия: Внутри катушки данного стабилизатора установлен электродвигатель, который перемещает щётку с графитовым наконечником по виткам катушки. За счёт того, что щётка считывает информацию с каждого витка (1 виток ориентировочно равен 1 вольту)  достигается высокая точность выходного напряжения в данном стабилизаторе. (Погрешность составляет всего 2%, т.е. 4,4В). Двигатель имеет чётко заданную скорость, за счёт этого время регулировки в данном стабилизаторе составляет 10 В/сек.	Катушка в данном стабилизаторе разделена отводами на 4 части, каждый отвод подсоединён к своему реле (разница между реле до 30В). Принцип действия: Регулировка происходит как бы перепрыгиванием с отвода на отвод, пропуская часть витков (осуществляется ступенчатая регулировка), за счёт этого погрешность выходного напряжения в данном стабилизаторе возрастает до 8%, т.е. 17,6В. Т.к. регулировка в данном стабилизаторе осуществляется путём переключения реле (реле имеет принцип выключателя), за счёт этого время регулировки в данном стабилизаторе минимально и составляет 20-35 мсек, т.е. менее 1 секунды!!!

ВНИМАНИЕ! Принято считать, что в розетке 220В. Очень часто людей пугает то, что цифровой (Ц) стабилизатор «на выходе» даёт погрешность 8%, т.е. от 202,4В до 237,6В. Необходимо помнить, что согласно стандартам электропитания (ГОСТ РФ 13109-95) значение напряжения в сети устанавливается 220±5% (предельно ±10%). Т.е. в диапазоне от 198В до 242В техника чувствует себя отлично и полностью выдаёт свои эксплуатационные характеристики. Соответственно и 2% погрешности у ЭМ и 8% погрешности у Ц входят в параметры ГОСТа.

>

Выбор типа стабилизатора напряжения

(по типу сетей)

1. Сеть со скачками напряжения. Сеть с большой амплитудой скачков в короткие промежутки времени. Данная сеть в большинстве своём возникает в городской черте. Связано это с тем, что в утренние и в вечерние часы одновременно большое количество жителей включает можно сказать практически всё (микроволновки по 2,5кВт, электрочайники по 2,2кВт, фены до 2,4кВт, свет, холодильники с пусковым током 1,2кВт, стиральные машины по 3,3кВт и т.д.). Всё это превышает допустимые мощности, выделяемые на квартиры и включается техника одновременно множеством жителей в хаотичном режиме. В связи с этим возникают скачки.

Например: 160В → 230В → 170В  ЭМ: 7сек → 220В ± 2% Ц: <1сек → 220В ± 8%

Первый скачок напряжения в данном примере составит 70 вольт. Как будут вести себя оба стабилизатора. ЭМ стабилизатор отрегулирует данный скачок за 7 сек и даст «на выходе» 220В ± 2%. Для того, чтобы отрегулировать данный скачок в 70 вольт цифровому (релейному) стабилизатору потребуется менее 1 сек и «на выходе» он даст 220В ± 8%.

Во-первых, 7 сек для техники, оснащённой двигателем это довольно много, а, во-вторых, необходимо помнить, что скорость регулировки ЭМ стабилизатора составляет 10В в секунду. Т.е. для того, чтобы «поднять» напряжение хотя бы до уровня ГОСТа (198В-242В) ЭМ стабилизатору понадобится 4 сек, если в течение этого времени произойдёт следующий скачок (как, например, в нашем примере 230В → 170В) и скачки будут постоянными, то в данном случае ЭМ может не то что не выдавать своих параметров (2% погрешности), а даже не успевать «доводить» напряжение до уровня ГОСТа.

Соответственно в данной сети (она преимущественно в ГОРОДЕ) лучше выбирать релейный стабилизатор с цифровым дисплеем.

2. Сеть с просаженным напряжением. Пониженное электропитание в первую очередь может нанести вред бытовой технике. Меньше всего стоит переживать за обычные лампы накаливания. Им скачки не угрожают, да и цена вопроса невелика. Низкое напряжение в сети сказывается на работе сложных приборов. К примеру, микроволновые печи при снижении напряжения сильно теряют в эффективности, и на разогревание бутерброда уйдет несколько минут, а телевизор, стиральная машина или холодильник, скорее всего, просто не запустятся, либо со временем просто могут выйти из строя.

Пониженное электропитание – самая распространенная проблема для загородных жителей (частные дома, дачи, садовые товарищества, коттеджи и т.д.). Дома либо появляются на месте старой частной застройки, либо их строят с нуля. Жители новых домов подключаются к старой электросети, которая была рассчитана на нагрузку в 6 кВт на дом (квартиру) в соответствии с СП 31-110-2003. Тогда как в современных домах (квартирах) мощность потребителей выросла до 20 кВт (с пусковыми токами). «Виноваты» в этом стиральные и посудомоечные машины, микроволновки, насосы, мощные фены, электроподогрев полов, и все остальное, чего 50 лет назад, когда строилось большинство сетей, ни один электрик вообразить себе не мог.

В результате того, что у любого из нас в квартире или доме мощность потребителей превышает мощность, заложенную при строительстве, происходит перегруз трансформаторных подстанций, электрические сети попросту не выдерживают, в результате чего происходит падение напряжения. Скачки в данных сетях не высокие.

Например: 170В → 160В → 175В  ЭМ: 1сек → 220В ± 2% Ц: <1сек → 220В ± 8%

Первый скачок напряжения в данном примере составит 10 В. Давайте ещё раз посмотрим, как будут вести себя оба стабилизатора. ЭМ стабилизатор отрегулирует данный скачок за 1 сек и даст «на выходе» 220В ± 2%. Для того, чтобы отрегулировать данный скачок в 10 В цифровому (релейному) стабилизатору потребуется менее 1 сек и «на выходе» он даст 220В ± 8%.

Т.к. в первую очередь стабилизатор выбирается по продолжительности регулировки. В нашем примере она примерно одинакова (1сек в ЭМ и < 1сек в Ц), соответственно далее выбираем по погрешности.

В данной сети (она в основном в загородной черте) наиболее идеально подойдет электромеханический стабилизатор. Цифровой тоже можно использовать, но необходимо помнить, что по ГОСТу 13109-95 нормальным считается напряжение 220±5%, а предельное 220±10%. Соответственно, чем меньше % погрешности, тем лучше.

ИСКЛЮЧЕНИЕ! Осветительную аппаратуру (люстры, прожекторы) в любом случае рекомендуется подключать через ЭМ стабилизатор, т.к. он имеет плавную регулировку. Если же подключить через релейный стабилизатор (Ц), который имеет ступенчатую регулировку, т.е. за доли секунды регулирует до 30В то может возникнуть видимый эффект моргания света из-за изменения интенсивности при резких скачках входного напряжения.

Защита.

На стабилизаторах напряжения «РЕСАНТА» установлены 2 защиты:

1. Защита от пониженного/повышенного напряжения. Диапазон работы стабилизатора 140В-260В. Очень часто покупатели спрашивают, что будет со стабилизатором и с их техникой, которая подключена к стабилизатору, если входное напряжение выйдет за пределы данного диапазона. Ответ прост, стабилизатор отключит выходное напряжение и защитит их технику. При этом он оповестит соответствующей индикацией, почему «он» это сделал. На ЭМ диодная индикация «Менее 140» и «Более 260», на Ц стабилизаторах на дисплее при U_{входное}<140 загорится латинская буква «L» (“low” – низкое), при U_{входное}>260 загорится латинская буква «H» (“high” – высокое).

«Менее 140» (ЭМ) либо «L» (Ц) ← 140В-260В → «Более 260» (ЭМ) либо «H» (Ц)

2. Термозащита (тепловая защита). Одна из основных проблем, возникающих при некорректном использовании стабилизатора – это превышение мощности нагрузки (т.е. приборов, подключаемых к стабилизатору) над мощностью самого стабилизатора. Как только это произойдёт, катушка в стабилизаторе начинает греться, вместе с собой нагревает установленный на ней «термодатчик» и выходное напряжение отключается (т.е. отключается техника!). При этом на Ц стабилизаторе появится дополнительная индикация «СН» (перегрев).

Выбор стабилизатора по мощности.

При подборе стабилизатора необходимо учитывать 3 параметра:

1. Подсчитать суммарную мощность приборов, подключаемых к стабилизатору (используемых наиболее часто). Тут необходимо помнить что нагрузка, т.е. техника, подключаемая к стабилизатору бывает двух видов (активная и реактивная) и считается совершенно по-разному.

НАГРУЗКА
АКТИВНАЯ	РЕАКТИВНАЯ
Оборудование, в котором вся потребляемая энергия преобразуется в излучение (свет, тепло). Например: Эл.чайник, эл.плита, утюг, фен, обогреватели, лампочки и т.д. Макт = Мпаспортная	Оборудование, оснащённое двигателями. Например: Холодильник, эл.инструмент, насосы, пылесос и т.д. Мреакт = Мпаспортная×3 (запас на пусковые токи*) * Пусковые токи могут достигать до 15 раз. Например, у погружного насоса, который поднимает воду со 100 метров глубины пусковой ток составит 10 раз. Но, т.к. у наших покупателей подключаемая техника – бытовая, запаса в 3 раза в большинстве случаев достаточно. Насосы смотреть индивидуально!

ИСКЛЮЧЕНИЕ: Есть приборы, которые имеют и активную и реактивную составляющую, так называемая смешанная нагрузка, например, стиральная машина. Паспортная мощность стиральной машины составляет 2,5кВт. Однако это общая мощность, а не реактивная, в результате чего люди считают 2,5кВт×3, и получают 7,5кВт и выбирают стабилизатор от 10кВт. Подсчёт неверный!

2,5кВт
2,1кВт (активная: тэны)	0,4кВт (реакт: двигатель+насос)
2,1кВт + 0,4кВт×3 = 3,3кВт

Приборов со смешанной нагрузкой в квартире довольно много, например, фен, но у него тэны составляют порядка 1,6кВт, а «пропеллер», который дует воздух порядка 40Вт, поэтому нет смысла производить раздельные подсчёты и фен относим к активной нагрузке и т.п.  Два прибора, у которых может кардинально поменяться мощность это стиральная машина и посудомоечная (подсчёт аналогичный!). Запомните - их мощность считается 3,3кВт.

2. Скорректировать полученную мощность на входное напряжение (U_вх). Необходимо помнить, что автотрансформатор по законам физики теряет свою мощность в зависимости от входного напряжения.  В каждом паспорте есть график падения мощности. На каждом стабилизаторе сзади на шильдике есть напоминание «Мощность при U_вх≥190В соответствует номиналу, заявленному на лицевой панели стабилизатора», т.е. если сам стабилизатор запитывать меньше чем на 190В, то мощность стабилизатора падает в зависимости от графика.

Однако, в большинстве случаев потребитель не знает своего входного напряжения. На практике можно справиться с данной ситуацией следующим образом. У нас получается 3 группы потребителей:

А) U_вх от 150В до 170В. У потребителей с таким входным напряжением уже очень серьезные проблемы с техникой, зачастую не запускаются  телевизоры, стиральные машины, «текут» холодильники и т.д. Из-за этого такие потребители ВСЕГДА знают своё входное напряжение (чуть ли не вплоть до вольта), они уже не раз вызывали электриков, поэтому таким потребителям рекомендуем делать запас в 2 раза на полученную мощность.

Б) U_вх от 170В до 190В.  Потребители, у которых такое входное напряжение, как правило, его НЕ ЗНАЮТ. Проблемы в сети есть, они ощущают это по освещению, по незначительным проблемам с техникой (пылесос хуже тянет, микроволновка чуть дольше разогревает и т.д.), но проблемы ещё не такие чтобы «терроризировать» энергосети, вызывать электриков. Такие потребители обычно на вопрос какое у вас входное напряжение?» отвечают «Не знаю». Им надо делать запас 25%.

В) U_вх от 190В и выше.  Таким потребителям по идее не надо было бы делать запас, т.к. стабилизатор от 190В входящих соответствует своему номиналу. Однако, таких потребителей у которых входное напряжение от 190В как правило нет. Мы помним, что есть ГОСТ РФ 198В-242В, при котором техника «чувствует» себя комфортно, а 198В очень близко к 190В, поэтому если у них всё прекрасно работает, то вряд ли они пойдут покупать стабилизатор, если только у них не повышенное напряжение (свыше 242В).

Делаем вывод: Всем стоит делать запас порядка 25%, а тем, кто знает своё входное напряжение (а знают его обычно те, у которых U_вх от 150В до 170В) делаем запас к суммарной мощности приборов в 2 раза.

 3. Дополнительный запас 20% (рекомендованный) на 2 момента:

- на неучтенные приборы. Необходимо понимать, что когда считают мощность приборов, подключаемых к стабилизатору, обычно считают только те приборы, которые используются наиболее часто. Однако есть приборы, которыми мы пользуемся редко, но всё же пользуемся, например фен (мощность до 2,4кВт), пылесос (мощность до 3,5кВт), обогреватели зимой (мощность до 3кВт) и т.п. Поэтому, чтобы можно было воспользоваться этими приборами необходим запас мощности.)

- на перспективу. Все мы делаем ремонты, покупаем дополнительную технику и т.д. в результате чего мощность потребления увеличивается, для того чтобы стабилизатор корректно работал, желательно позаботиться о запасе мощности стабилизатора заранее.

Постоянная ошибка: многие думают, что сейчас они купят один стабилизатор (например, 10кВТ), когда появится дополнительная техника, они купят второй (например, на 5кВт), включат их один в другой и в результате получат суммарную мощность стабилизаторов. Это не верно!!! При последовательном соединении стабилизаторов в итоге окажется мощность самого малого (по мощности) стабилизатора.

Трехфазные стабилизаторы

(только ЭМ типа)

 

Трёхфазная сеть состоит из трёх фазных проводов (А, В, С) и одного нулевого (N).

Перед покупкой трёхфазного стабилизатора, необходимо задаться 2 вопросами:

1) Есть ли реальная потребность в трехфазном стабилизаторе (в большей степени играет роль наличие асинхронного двигателя)?

а) если ДА, то подбираем трёхфазный стабилизатор;

б) если НЕТ, то необходимо помнить что трёхфазную сеть можно развести на 3 однофазных, соответственно в данном случае гораздо лучше подобрать 3 однофазных стабилизатора (т.е. по стабилизатору на каждую фазу).

 

Данный вариант имеет сплошные ПРЕИМУЩЕСТВА:

- можно подобрать стабилизаторы индивидуальной мощности на каждую фазу (а не зависеть от максимальной фазы как в трёхфазном стабилизаторе);

- можно подобрать индивидуальный тип каждого из 3-х однофазных стабилизаторов в зависимости от ситуации;

- по стоимости это будет дешевле – 3 однофазных стабилизатора (за исключением так называемых мощных, т.е. от 15кВт) в любом сочетании всегда дешевле, чем 1 трёхфазный такой же общей мощности;

- сервис и транспортировка. Трехфазные стабилизаторы КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО перевозить «лёжа» иначе можно повредить «внутренности». Габариты и вес у них довольно большие (например, трёхфазный стабилизатор на 60кВт больше газовой плиты и вес 196 кг), соответственно погрузка и транспортировка их сложнее, чем однофазных, ну и подключать трёхфазную сеть не каждый осмелится, соответственно понадобится помощь электрика. Соответственно, если понадобиться обратиться в сервис (например, для замены сточившейся графитовой щётки в ЭМ) с однофазными стабилизаторами таких сложностей не возникнет, габариты и вес у них достаточны малы.

Если всё же вы считаете, что Вам необходим трёхфазный стабилизатор, то необходимо задаться вторым вопрос.

2) Как вы получили мощность трёхфазного стабилизатора?

Необходимо помнить, что трёхфазный стабилизатор состоит из трёх однофазных стабилизаторов одинаковой мощности (т.е. если у вас трёхфазный стабилизатор на 30кВт, то внутри у вас три катушки по 10 кВт), соединённых общей цепью. Для того, чтобы получить мощность трёхфазного стабилизатора, необходимо мощность максимально нагруженной фазы умножить на три.

Мощность _{трёхф.стаб.}=F_мах × 3

 Зачастую потребители этого не знают и просто складывают мощности по фазам. Это не правильно!!! Как, например, на рисунке, потребитель хочет на одну фазу подключить 8кВт нагрузки, на вторую 10кВт, а на третью 12кВт. Приходит в магазин и говорит, что ему нужен трехфазный стабилизатор на 30кВт (АСН-30000/3-ЭМ) т.к. 8+10+12 = 30кВт. В итоге он ему не подойдет, т.к.  средняя катушка будет нагружена впритык, что не очень хорошо для работы стабилизатора. А нижняя будет просто-напросто перегружена, сработает тепловая защита (см. пункт «Защита»), а так как катушки соединены между собой общей цепью, то стабилизатор отключится. В данном случае ему надо было 12кВт (F_max) × 3 = 36кВт. 

Вывод: если у покупателя будет трёхфазный прибор (в большей степени играет роль наличие асинхронного двигателя), то подбираем трёхфазный стабилизатор (исходя из мощности прибора), если трёхфазного прибора не будет, то удобнеё и выгоднее будет установить три однофазных стабилизатора.

---

Байпас.

Многие часто задаются вопросом, зачем на ЭМ стабилизаторах с 2кВт, а на Ц стабилизаторах с 3кВт установлены 2 автомата. Ответ прост, один автомат это «Сеть», а второй «Байпас». Одновременно их включить не возможно!!! Байпасом оснащены только те модели, которые имеют подключение через клеммные колодки.

Байпас – это обход стабилизатора, т.е. когда включён байпас на входе и на выходе из стабилизатора одинаковое напряжение (120В «входит» в стабилизатор, столько же, т.е. 120В и «выходит» после него).

Байпас можно использовать в нескольких случаях:

- необходимо кратковременно воспользоваться мощной техникой, которую не учитывали при покупке стабилизатора (зачастую во время ремонтов люди пользуются болгарками, перфораторами и т.д.);

- уменьшение износа стабилизатора. Зачастую в ночное время сеть стабилизируется до уровня ГОСТа, поэтому нет смысла использовать в это время стабилизатор. Для того, чтобы продлить срок службы графитовых щёток и реле, т.е. уменьшить износ стабилизатора можно на ночь включать байпас. За счет этого можно будет также сэкономить деньги (необходимо помнить, что стабилизатор это электроприбор, он потребляет «на себя» до 50Вт).

- если необходимо воспользоваться освещением, когда U_вх выходит за рамки рабочего диапазона стабилизатора и срабатывает защита от повышенного и пониженного напряжения (Предварительно, не забудьте выключить приборы из розеток! ☺).

Приложение 1

Ориентировочная мощность некоторых электро-приборов

Устройство	Паспортная мощность, Вт	Устройство	Паспортная мощность, Вт
Лампа дневного освещения	23	Шлифовальная машинка 100 мм	750
Насос системы отопления	100	Малая газонокосилка	1000
Лампа накаливания	100	Циркулярная пила 125 мм	1000
Видеомагнитофон	100	Малый фрезерный станок	1000
Шлифовальная машинка	175	Ленточно-шлифовальный станок	1020
Музыкальный центр	200	Кофеварка	1200
Электрогрелка	200	Утюг с отпаривателем	1250
DVD-проигрыватель	300	Бетономешалка	1320
Цветной телевизор	250	Цепная пила	1500
Холодильник	350	Микроволновая печь	1500
Принтер	350	Обогреватель	1500
Лобзик	400	Тепловентилятор	1500
Наждак	400	Пылесос	1600
Персональный компьютер	400	Копировальная машина	1600
Дрель 13мм	450	Фен	1800
Шлифовальный станок	450	Циклевальная машина	2000
Кусторез	500	Компрессор	2200
Прожектор	500	Стиральная машина	2500
Шлифовальная машинка 100 мм	550	Шлифовальная машинка 300 мм	2500
Опрыскиватель	600	Электрочайник	2500
Факс	600	Калорифер	3000
Дрель с перфоратором 13 мм	600	Отбойный молоток	3000
Морозильная камера	700	Мойка высокого давления	3500
Перфоратор	700	Сварочный трансформатор 130 А	3500
Рубанок	700

Приложение 2

Пусковой ток

Пусковым током называется ток, потребляемый из сети электродвигателем (а в реальности и другими потребителями) при его запуске. Пусковой ток может в несколько раз превосходить номинальный ток, поэтому при выборе электростанции и/или режима электропитания необходимо учитывать не только номинальную мощность электроприборов, но и их пусковые токи. 


Кратность (превышение) пусковых токов бытовых потребителей:

· Холодильник - превышение до 3,3

· Пылесос - превышение до 1,5 

· Кипятильник, котел (Бойлер) - превышение до 3,4 

· Кондиционер - превышение до 3,5 

· Стиральная машина - превышение до 3,5

· Обогреватель радиаторного типа - превышение до 1,5

· Лампа накаливания для освещения - превышения практически нет

· Электроплита - превышения практически нет

· Электропечь - превышения практически нет

· Циркуляционные, погружные, канализационные и другие насосы - превышение до 8,0 

· Циркулярная пила - превышение до 1,5 

· Дрель электрическая - превышение до 1,5

· Шлифовальная машинка или станок - превышение до 1,5

· Перфоратор - превышение до 1,5

· Станок или машинка для финишного шлифования - превышение до 1,5

· Ленточно-шлифовальная машиная - превышение до 1,5

· Рубанок электрический - превышение до 1,5

· Бетономешалка - превышение до 3,5

· Инвертор - превышение до 2,0

· Шпалерные ножницы - превышение до 1,5

· Кромкообрезной станок - превышение до 1,5

· Фризер - превышение до 3,5

· Неоновая подсветка - превышение до 2,0

· Микроволновая печь - превышение до 2,0

· Hi-Fi TV - бытовая техника - превышения практически нет

· Электромясорубка - превышение до 7,0




Данный список совершенно не означает, что кратность пускового тока у конкретного потребителя будет совпадать с перечисленными значениями. Однако данный список позволяет оценить ориентировочную величину пусковых токов и однозначно определиться, где превышение есть, а где его ожидать не стоит.

Технические характеристики




	Однофазные цифровые стабилизаторы	Однофазные стабилизаторы электромеханического типа	Однофазные цифровые стабилизаторы пониженного напряжения	Трехфазные стабилизаторы электромеханического типа
Диапазон входного напряжения, В	140-260	140-260	90-260	240-430
Номинальная величина выходного напряжения, В	220±8%	220±2%	220±8%	380±2%
Рабочая частота (Гц)	50 / 60	50 / 60	50 / 60	50 / 60
КПД, при нагрузке 80% не менее	97	97	97	97
Точность поддержания выходного напряжения (%)	8	2	8	8
Охлаждение	естественное	естественное	естественное	естественное
Время регулирования (мс)	20-35	10	5-7	10
Искажение синусоиды	отсутствует	отсутствует	отсутствует	отсутствует
Высоковольтная защита (В)	260±5	260±5	260±5	260±5
Класс защиты	IP 20 (негерметизирован)	IP 20 (негерметизирован)	IP 20 (негерметизирован)	IP 20 (негерметизирован)
Рабочая температура окружающей среды (оС)     80	0-45	0-45	0-45	0-45
Относительная влажность воздуха, не более (%)	80	80	80	80