Что же выбрать? Сравниваем электромеханические и релейные приборы
Ознакомимся с ключевыми параметрами обеих разновидностей стабилизаторов и сравним их. Так вам будет легче решить, какой из приборов лучше.
Таблица. Сравнение основных характеристик.
Характеристика | Электромеханические | Релейные |
---|---|---|
Цена | Средняя/низкая | Низкая |
Регулирование | Плавное | Ступенчатое |
Размеры | Большие | Небольшие |
Точность | Не более 3 процентов | Не более 7-8 процентов |
Надежность | Требуется регулярное техобслуживание | Высокая |
Скорость | Не ниже 8 мс | Около 40 мс |
КПД | От 97 до 98 процентов | Средний – 99,2 процента |
Как видим, обе разновидности имеют свои сильные и слабые стороны, особенности, характеристики. А потому выбирать тот или иной тип необходимо индивидуально в каждом конкретном случае. Или, как вариант, прибегнуть к альтернативе. Что это за альтернатива?
Дополнительные функции
При выборе предпочтение следует отдавать моделям с защитой от высокого напряжения, которое может появиться при попадании молнии в провода воздушной линии или перекосе фаз, если одна из них оборвана. Как только напряжение нормализуется, стабилизатор включится. При отсутствии такой функции желательно обзавестись отдельным защитным реле.
В случаях, когда не работает стабилизатор напряжения, а в чём причина, неизвестно, пригодится байпас. Этим переключателем можно напрямую соединить вход с выходом, обеспечив подачу тока в дом даже при полном выходе стабилизатора из строя. Ремонтом или заменой можно будет заняться в удобное время.
Встречаются модели с одним или двумя дисплеями, на которых отображается текущее значение тока нагрузки, информация о величине напряжения на входе и выходе, о нарушениях режима работы устройства. Если надобности в столь подробной информации нет, выбирается модель со светодиодной индикацией. А вот охлаждающий вентилятор будет нелишним.
Установку стабилизатора, конечно, лучше доверить специалистам, которые знают, как стабилизировать напряжение в частном доме. Однако, если имеются знания и навыки работы с электрооборудованием, монтаж и подключение можно сделать своими руками.
Originally posted 2018-07-04 08:32:00.
Как понять какую мощность нужно выбрать?
Стабилизаторы напряжения можно применять как для защиты всей техники в доме или в коттедже, так и для питания одного или нескольких бытовых электроприборов.
Рассчитаем мощность для дома. Как понять, сколько потребляет вся техника в доме?
Второй способ, посмотреть мощность у входных автоматов защиты по току (фото справа). На них указана — сила тока в амперах. Например, 25 Ампер, чтобы перевести силу тока в мощность в Ваттах, нужно (25Ампер х 220 Вольт = 5.5 кВт). Если к дому подходит трёхфазная сеть, то умножив силу тока на напряжение, получим мощность на каждую фазу. При подключении трёхфазной нагрузки мощность всех трёх фаз суммируется, и получается общая трёхфазная мощность.
Третий способ узнать, какой мощности требуется стабилизатор, посчитать всю суммарную нагрузку электрической техники (с учётом пусковых токов), которая находится в помещении и умножить на 0,7. Обычно все электроприборы и источники света не включаются одновременно. Коэффициент 0.7 показывает, что по статистики может в одну единицу времени работать максимум 70 % электроприборов в доме.
Если вы желаете защищать только определённые приборы, то можно проложить выделенную линию от стабилизатора, куда будет подключена такая группа техники.
Для чего нужен стабилизатор напряжения
Пониженное и/или нестабильное напряжение в сети электропитания может необратимо повредить всю бытовую технику в Вашем доме!
И, при этом, в бесплатном гарантийном сервисе, вероятнее всего, Вам будет отказано, так как, гарантия имеет силу лишь при условии, что устройство эксплуатируется в условиях электропитания удовлетворяющих строгим техническим требованиям к напряжению питания — 220 вольт ±10%.
Бытовая техника, подключенная через стабилизатор, работает в щадящем режиме электропитания со стабилизированным входным напряжением питающей сети, что позволяет значительно продлить ее эксплуатационный ресурс и даже сэкономить на электроэнергии т.к. вся бытовая техника изначально проектируется на конкретное значение в сети.
Стабилизаторы также могут использоваться для защиты электродвигателей. Возможно, Вы замечали как трудно стартовать электродвигателю при пониженном питании в сети.
Если подано питание меньше нормы — двигателю не хватает пусковой мощности, он просто стоит и потребляет огромный пусковой ток, который раз в пять-семь больше рабочего. Двигатель очень быстро перегревается и выходит из строя.
А теперь представьте, что это двигатель Вашей новой стиральной машинки или нового холодильника — нужен стабилизатор.
Стабилизатор для частного дома или дачи — просто необходим для защиты от постоянных перепадов напряжения в сети.
Для корректного повышения/понижения напряжения в сети, для защиты то низкого/высокого значения питания необходим повышающий/понижающий стабилизатор от авторитетного производителя.
Значение вольтодобавки будет автоматически подбираться в зависимости от уровня просаженности во входной электросети, а в случае аварийного изменения входного напряжения вся аппаратура будет автоматически отключена от сети.
- Зачем нужен стабилизатор:
- Если у Вас в доме нет ничего более ценного, чем лампочки накаливания, однозначно, — стабилизатор Вам не нужен.
- Есть смысл задуматься о покупке стабилизатора, если у Вас есть хотя бы холодильник или микроволновая печь и питание в сети периодически падает ниже 190 вольт.
- Ну и если у Вас «полный фарш» бытовой техники и питание периодически отклоняется вверх выше 250 вольт и/или вниз ниже 190 вольт — Вам крайне необходимо защитить всю электросеть в доме мощным стабилизатором сетевого напряжения.
Вывод очевиден:
Принцип работы стабилизатора напряжения
- Принцип работы стабилизатора заключается в отслеживании изменений входного питания и корректировке в соответствии с ситуацией:
- При изменении входного напряжения, первую фазу (20 миллисекунд) стабилизатор использует для замера.
- После замера происходит реагирование на ситуацию. При изменении напряжения в пределах диапазона, происходит выравнивание до 220 В.
- При падении значения ниже диапазона, стабилизатор переходит в режим «вытягивания» — поднимает питание, на сколько хватает ресурса трансформатора.
- При скачке выше диапазона, происходит аварийное отключение.
- Импульсные скачки и скачки при отключениях и включениях электроэнергии не пропускаются.
- Регулировка напряжения в стабилизаторе организовано методом переключения добавочных обмоток специального трансформатора.
Переключение осуществляется электронными ключами в момент прохождения синусоиды напряжения через нулевую отметку. Электронные ключи управляются процессором по специальной программе.
Процессор собирает данные с датчиков и коммутирует ключи по заданному алгоритму. Также, процессор не допускает включения более одного ключа и следит за исправностью ключей.
Процессор также собирает данные с сопутствующих датчиков, не обозначенных на схеме (силы тока, нагрева трансформатора, питания процессора, и др.).
В алгоритм программы процессора заложены следующие режимы:
Транзит — режим, когда 220 В на входе нормальное и стабилизатор обеспечивает защиту только от внезапных скачков.
Повышение — режим, когда питание на входе ниже нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает его до номинального.
Вытягивание — аварийный режим, когда 220 В на входе ниже нормы и ниже диапазона
Обратите внимание! Стабилизатор не отключается, а поднимает питание, на сколько хватает ресурса трансформатора.
Понижение — режим, когда напряжение на входе выше нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает питание до номинального.
Авария — режим, когда 220 В на входе выше диапазона регулирования, стабилизатор отключается, переходя в дежурный режим и «ждет» падения питания.
Задержка включения — режим обеспечивает сглаживание скачка при включении электроэнергии.
Три однофазных стабилизатора напряжения 220 В для дома
Этот способ предполагает подключение отдельного однофазного стабилизатора для стабилизации напряжения по каждой сетевой фазе.
К преимуществам данного варианта можно отнести:
- меньшую стоимость трех однофазных устройств по сравнению с одним трехфазным стабилизатором (не у всех производителей);
- повышенную устойчивость к неполадкам в электроснабжении (обусловлено независимостью работы стабилизаторов друг от друга: сбой на отдельной фазе или неисправность одного из устройств не отразится на функционировании двух других фаз и состоянии установленных на них стабилизаторов);
- возможность индивидуального подбора мощности, типа и настроек стабилизатора для каждой фазы с учетом характера и мощности питаемой от неё нагрузки;
- экономию пространства в связи с меньшими, чем у трехфазных аналогов, габаритами однофазных стабилизаторов.
Однофазные стабилизаторы напряжения «Штиль» 6-10 кВА
Недостатки применения трёх однофазных стабилизаторов:
- невозможность подключения трехфазных потребителей;
- отсутствие мониторинга и индикации, способных отобразить параметры трехфазной системы электроснабжения в целом;
- отсутствие контроля за равномерностью нагрузки на каждую фазу (велика вероятность перекоса фаз).
Перекос фаз
– режим работы трехфазной сети в котором на одну из питающих фаз ложится нагрузка, большая её номинала, что может привести к перегреву её обмотки, срабатыванию защитной автоматики, а также к экстремальному росту напряжения на остальных недозагруженных фазах.
Вариант с применением трёх однофазных стабилизаторов в условиях трехфазной сети позволит существенно сократить финансовые затраты, однако он недопустим при наличии в доме хотя бы одного трехфазного электроприбора. Такое решение может использоваться только в случае однофазной нагрузки, равномерно распределённой между тремя приходящими фазами, и при условии отсутствия задач по мониторингу общего состояния питающей сети.
А нужен ли?
Как понять, нужен ли вам стабилизатор напряжения? Если возьмете мультиметр и измерьте напряжение в сети, в 99% случаев там будут положенные 210-230 В. На первый взгляд, всё отлично, стабилизатор не нужен – я тоже так думал
Напомню, что стабилизатор защищает от резких скачков напряжения, которые случаются в момент включения/выключения мощных потребителей. На производстве качество электроэнергии определяют специальными приборами. Они непрерывно снимают показатели электроэнергии в течение семи суток, чтобы выявить критические скачки напряжения. На основе показаний принимается решение об установке стабилизаторов.
На производстве опасные скачки могут произойти из-за включения крупных промышленных печей, насосов, станков. В городской сети они практически исключены – стиральная машина или перфоратор соседа не просадят напряжение так сильно.
Для защиты квартиры достаточно реле напряжения или нелинейного ограничителя перенапряжения – об этом в отдельной статье. Для квартиры оправдан стабилизатор только для газового котла поквартирного отопления.
В частном секторе стабилизатор обязателен по двум причинам:
- Владельцы частных домов имеют привычку использовать опасные для сети сварочники, крупные циркулярки и другие мощные станки.
- В коттеджных поселках чаще всего старые сети: частный сектор быстро растет, поэтому потребление электроэнергии пропорционально увеличвается. Старая ТПшка начинает работать без запаса по мощности – отсюда и появляются скачки просадки напряжения.
Виды стабилизаторов
Стабилизаторы различаются по конструктивным особенностям, техническим характеристикам и цене.
Релейные. Регулировка напряжения ступенчатая. Чем выше количество обмоток у вольтодобавочного трансформатора, тем модель точнее стабилизирует и дороже стоит, при этом увеличение числа обмоток снижает скорость срабатывания.
Преимущества таких приборов следующие:
- высокая скорость срабатывания;
- компактные габариты;
- работа в широком диапазоне (140 — 270 В);
- возможность эксплуатации при температуре от -20 до +40°С;
- низкий уровень шума при работе;
- доступная цена.
К недостаткам можно отнести сам принцип ступенчатого переключения – электрические лампочки (накаливания и галогенные) меняют уровень накала при срабатывании устройства, что может вызывать дискомфорт.
Если вы решили приобрести релейный стабилизатор, выберите модель, мощность которой на 20-30% превышает расчетные показатели для вашего дома, поскольку производители недорогих устройств часто указывают завышенное значение мощности.
Электронные ступенчатые. Отличаются от релейных отсутствием механических деталей, склонных к износу. Переключение производится симисторами или тиристорами. Это обеспечивает долговечность устройства, но и повышает его чувствительность к помехам в электросети. В остальном плюсы и минусы такого стабилизатора те же, что и у релейного.
Электромеханические. Регулировка вольтодобавочного трансформатора выполняется поворотным щеточным контактом под управлением сервопривода. Характеристики (скорость срабатывания, точность стабилизации и т.д.), а также цена устройства значительно варьируются, они зависят от количества трансформаторов и щеточных узлов.
Основные преимущества электромеханических стабилизаторов:
- плавная регулировка (отсутствуют перепады степени накаливания лампочек);
- высокие показатели точности стабилизации;
- устойчивость к помехам и искажениям в электросети;
- устойчивость к перегрузкам (устройство способно выдержать перегрузку в 200% в течение нескольких секунд);
- относительно низкая цена.
К недостаткам можно отнести:
- механический износ движущихся элементов устройства – щетки и сервоприводы требуют регулярной замены;
- ограниченный температурный режим эксплуатации (не ниже -5°С);
- сравнительно невысокую скорость срабатывания моделей с одной щеткой на трансформатор (двухщеточные стабилизируют напряжение быстрее, но стоят заметно дороже);
- звуки срабатывания сервоприводов.
Электродинамические стабилизаторы. Разновидность электромеханического устройства, но надежность таких приборов выше за счет замены щетки на ролик и они более устойчивые к износу.
Преимущества электродинамических устройств:
- возможность эксплуатации при температуре воздуха -15°С и выше;
- способность выдерживать перегрузку в 200% на протяжении 2 минут;
- долговечность.
Недостаток – более высокая стоимость по сравнению с классическими электромеханическими моделями.
Гибридные (комбинированные). Электромеханическое устройство с добавлением двух релейных стабилизаторов – они задействуются при аномально низких или высоких показателях сетевого напряжения, с которыми не справляется электромеханическая часть. Преимущества устройства – широкий диапазон рабочих напряжений и надежность.
Электромагнитные. Напряжение на выходе регулируется за счет локального подмагничивания сердечника трансформатора при помощи тиристорного регулятора.
Преимущества устройства:
- высокая скорость срабатывания;
- температурный диапазон эксплуатации от -40 до +50°С;
- долговечность благодаря отсутствию механических деталей.
Данный вид стабилизаторов не лишен и недостатков, к которым относится:
- узкий рабочий диапазон (входное напряжение 170-250В);
- неустойчивость к перегрузкам (выдерживает не более 50% на протяжении нескольких секунд);
- относительно большой вес;
- непрерывный шум при работе;
- требует использования фильтра для компенсации помех, способных повлиять на работку компьютеров и другой электроники;
- при нагрузке менее 15-20% от номинальной устройство не может работать, т.к. не хватает силы тока для намагничивания сердечника;
- трехфазные модели отличаются от стабилизаторов других типов чувствительностью к перекосу фаз.
Выбирая тип стабилизатора, сравните характеристики и стоимость моделей, их способность работать в конкретных условиях, в том числе температурный диапазон.
Для тех, кто ищет вариант подешевле, подойдут релейные, электромеханические или гибридные модели. Если на первом месте стоит надежность и долговечность, лучше остановить свой выбор на электронном или электродинамическом устройстве.
На какие параметры обращать внимание
При приобретении устройства для стабилизации напряжения в доме стоит помнить о том, что не все приборы одинаково подходят для всей бытовой техники. Кроме того, не стоит пытаться подключить всю бытовую технику в доме к одному стабилизатору (для данных целей подойдут только мощные приборы, а покупать их для частного использования будет нецелесообразно ввиду высокой стоимости).
Перед покупкой определитесь, какие бытовые приборы действительно нуждаются в защите от перепадов напряжения. Так, для холодильника стабилизатор является действительно бесполезной вещью, а вот для лампы он будет совершенно ни к чему.
Если в вашем доме в защите нуждаются несколько бытовых приборов, желательно приобрести 2-3 стабилизирующих устройства средней мощности, чем одно самое мощное. По стоимости маломощные приборы обойдутся дешевле, а по качеству работы они смогут превзойти дорого конкурента.
Ниже мы разберем основные параметры стабилизаторов 220В, который применяются в бытовой сети.
Мощность
Мощность – главный параметр, по которому можно судить о работоспособности и степени выносливости прибора. Помните о том, что при приобретении стабилизатора необходимо помнить о характеристиках бытового прибора, который к нему будет подключаться. Если планируется использовать стабилизацию в одной розетке, подходящую мощность можно рассчитать следующим образом: к потребляемой мощности бытового прибора необходимо прибавить еще 10-15% от данного показателя. Полученная в итоге величина – это минимальный параметр мощности для стабилизатора (мощность может быть выше, но ни в коем случае не ниже).
При подключении нескольких электрических приборов в квартире или доме, необходимо учитывать параметры вводного автомата. Так, на автоматическом выключатели указывается сила тока. Указанную цифру необходимо разделить на пять, в итоге получится минимальный показатель мощности.
Коэффициент трансформации
Коэффициент трансформации – это 10-15%, которые мы добавляли к мощности в прошлом пункте для расчета минимально подходящего параметра. Прибавляя указанную величину, вы никогда не ошибетесь при покупке стабилизатора, при этом вычисления можно проводить точнее, учитывая напряжение в питающей сети.
Для удобства расчетов ниже приведена таблица, в которой показана зависимость величины коэффициента от входящего напряжения.
Напряжение питающей сети, В | 130 | 150 | 170 | 210 | 220 | 230 | 250 | 270 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Коэффициент трансформации стабилизатора | 1.77 | 1.55 | 1.35 | 1.1 | 1.05 | 1.1 | 1.35 | 1.55 |
Скорость срабатывания устройства
Данный параметр показывает, как быстро прибор может среагировать при скачке напряжения в электрической сети. Чем выше скорость, тем быстрее будет срабатывать стабилизатор, тем дольше прослужит ваша бытовая техника в доме или квартире.
Точность выходного напряжения
Точность работы стабилизатора крайне важна, особенно для современных бытовых приборов. В техническом паспорте электронного прибора можно найти информацию о допустимом диапазоне напряжения. Именно в указанном диапазоне должно работать приобретенное вами устройство, только так для бытового прибора будут обеспечены наиболее оптимальные условия работы.
Если точность настройки прибора не высокая и колеблется в диапазоне 10-15%, смысла от такого устройства нет.
Параметры выходного напряжения
Данный параметр не особо важен из-за того, что практически вся техника в доме или квартире работает от одного напряжения. Желательно приобретать стабилизаторы, у которых выходное напряжение колеблется в пределах значений 210-230В.
Как подобрать модель стабилизатора?
Для определения подходящей по мощности модели необходимо сверить мощностной ряд предлагаемых производителем стабилизаторов с энергопотреблением нагрузки – ближайшее в большую сторону значение в мощностном ряду и будет необходимой мощностью стабилизатора.
Обратите внимание!
Выбор стабилизатора со значением мощности, ближайшим к энергопотреблению нагрузки в меньшую сторону либо снизит заложенный ранее запас по мощности, либо, в худшем случае, приведёт к приобретению стабилизатора с несоответствующими нагрузке выходными параметрами.
Обратите внимание!
Для трехфазного стабилизатора нагрузка на каждую фазу должна составлять не более 1/3 от номинальной. Например, трехфазный стабилизатор с номиналом 6000 ВА запитает трехфазную нагрузку в 4200 ВА (мощность потребляемая от одной фазы составит 1400 ВА), но подключение к отдельной фазе этого стабилизатора нагрузки в 2500 ВА вызовет перегрузку, так как максимально допустимое значение по одной фазе составляет: 6000/3=2000 ВА.
Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома
Выбор стабилизатора напряжения следует начинать с его типа. Во-первых, они бывают сетевыми и магистральными. Сетевые работают от розетки и стабилизируют напряжение для одного-двух подключенных устройств. Магистральные — подключаются прямо к проводке и защищают всю электросеть в доме. В случае частного дома имеет смысл вести речь о покупке магистрального стабилизатора.
Магистральные стабилизаторы делятся на несколько видов.
Ступенчатые стабилизаторы
Ступенчатые стабилизаторы разделяются на релейные и электронные.
Релейный стабилизатор содержит трансформатор, обмотки которого замыкаются с помощью программно управляемых реле. При переключении происходит повышение или понижение напряжения. Релейные стабилизаторы компактные, имеют широкий диапазон изменения напряжения, выдерживают длительную перегрузку в сети, работают даже в условиях низких температур, бесшумно и очень долго — до 10 лет. А стоят при этом недорого, так что очень широко применяются в быту.
Например, это стабилизаторы Ресанта:
Электронный стабилизатор вместо реле использует микроэлектронные компоненты, которые способны замыкать обмотки — ключи-тиристоры. По сигналу с управляющей платы они включаются и выключаются с определенной периодичностью, тем самым регулируя напряжение.
Электронные стабилизаторы имеют более высокую точность регулировки напряжения, более эффективно поддерживают мощность тока в сети при стабилизации (тогда как при переключении реле свет может «моргать») и также работают совершенно бесшумно. Однако, они имеют большие габариты и вес, а также стоят дорого.
Среди популярных марок — например, БАСТИОН:
Электромеханические стабилизаторы
Электромеханические стабилизаторы разделяются на собственно электромеханические, электродинамические и гибридные.
Электромеханический стабилизатор имеет графитную щеточку с сервоприводом, которая переключает количество витков обмотки трансформатора, тем самым повышая или понижая напряжение. Эти стабилизаторы имеют широкий диапазон входных напряжений, устойчивы к перегрузкам и искажениям тока на входе. Но зато у них недолгий срок работы — через 3-4 года угольная щеточка уже подлежит замене. Кроме того, он плохо работает в условиях низких температур и высокой влажности, а при стабилизации на долю секунды раздаются характерные щелчки. Стоят они намного дешевле электронных, но куда дороже релейных.
Популярные модели таких стабилизаторов выпускает, к примеру, RUCELF:
Электродинамические стабилизаторы — это подвид электромеханических стабилизаторов, в которых вместо щеточки переключения используется специальный ролик, который практически не изнашивается. Таким образом, они лишены главного недостатка элекромеханических стабилизаторов — быстрого выхода из строя, при этом сохраняя их достоинства.
К сожалению, это самый дорогой вид стабилизаторов. К этому виду относятся, к примеру, итальянские стабилизаторы ORTEA:
Гибридные стабилизаторы представляют собой комбинацию между электромеханическим и релейным стабилизатором. В них применяется и замыкание обмоток при помощи реле, и переключение количества витков, что позволяет объединить достоинства двух типов и побороть недостатки — к примеру, невозможность работы при низкой температуре.
Такие стабилизаторы стоят примерно как электронные — то есть, недешево. Например, их делает фирма Энергия:
Стабилизаторы с двойным преобразованием
Предыдущие типы стабилизаторов принимают на входе переменный ток из сети и выдают на выходе переменный ток. Стабилизаторы с двойным преобразованием сначала преобразуют переменный ток в постоянный, который питает инвертор, на выходе опять отдающий переменный ток — но со стабильным напряжением 220 В, частотой 50 Гц и синусоидальной формой.
Такой правильный, «выхолощенный» от всех помех ток — главное преимущество стабилизаторов с двойным преобразованием: он безопасен для питания любой техники, поэтому их рекомендуют для дорогостоящего оборудования. Недостаток — низкий коэффициент полезного действия: слишком много пустого расхода электроэнергии.
У стабилизаторов с двойным преобразованием широкий разброс цен. Например, вот такой стабилизатор Штиль относительно недорог:
Как выбрать стабилизатор для дачи? Для сезонного дачного домика наиболее рентабелен обыкновенный релейный стабилизатор. Но если вы живете в частном доме постоянно, и у вас есть отопление, можно задуматься об одной из электромеханических моделей. А если у вас, к тому же, дорогая бытовая техника, то и устройство с двойным преобразованием не будет лишним.