Розеточные стабилизаторы напряжения: назначение и принцип работы

Шаг №1. Когда стабилизатор не поможет: что необходимо проверить в проводке до его приобретения

За свою практику однажды столкнулся с таким фактом, что здание находилось на приличном удалении от питающей ВЛ, а ответвление от нее к дому было выполнено с элементарным нарушением ПУЭ.

Провод от опоры до вводного щита в дом был смонтирован тонкий, что сказывалось на увеличении электрического сопротивления этой магистрали. На нем образовались дополнительные потери напряжения.

Все это сильно повлияло на качество электроснабжения. Поэтому нарушать общепринятые правили монтажа не стоит: возникают дополнительные трудности.

Чтобы их избежать рекомендую выбирать сечение проводов и кабелей по общепринятой мощности, передаваемой через них нагрузки.

При этом обращайте внимание на:

1. Металл жил (медь или алюминий);
2. Способ прокладки (открыто по воздуху или в закрытых трубах).

Вводной кабель с заниженным поперечным сечением жил необходимо сразу менять. Стабилизатор на него подключать нельзя: повышенная мощность нагрузки вызовет перегрев и без того неправильно собранной электрической схемы.

Посмотрите на лампочки

Еще один интересный нюанс, который редко затрагивают авторы в других статьях.
Между прочим, нюанс весьма полезный для рассмотрения, так как зачастую потребители в своих отзывах описывают негодование по поводу помаргивающих лампочек
после установки стабилизатора напряжения.
А ведь они хотели избавиться от этой проблемы, установив стабилизатор.
На самом деле не все так просто.
Большинство современных стабилизаторов имеют ступенчатый принцип работы.
Это и релейные и тиристорные и симисторные стабилизаторы.
То есть абсолютное большинство.
Так вот при их работе можно наблюдать эффект мерцания ламп накаливания или галогенных ламп.
Данный эффект может наблюдаться даже у стабилизаторов с плавной регулировкой то есть электромеханических.
Это возможно, когда на линии работают сварочные аппараты.

Какой тип стабилизатора выбрать?

Раньше популярными были электромеханические стабилизаторы.
Они работали плавно и с высокой точностью (до 3% погрешность).
Однако среди недостатков была медленная скорость и узкий диапазон входных напряжений.
Сегодня модели с сервоприводом выбирают все реже.
Основными типами стабилизаторов являются релейный и электронный.

К электронным моделям обычно относят тиристорные и симисторные.
Они работают быстро не содержит внутри подвижных частей, требующих обслуживания.
Имеют широкий диапазон входных напряжений и высокую точность.
Два последних параметра зависят от количества установленных силовых ключей.

Преимущества

Теперь, когда мы знаем строение и особенности работы релейных приборов, перейдем к определению положительных и отрицательных их сторон. Итак, эти устройства являются полезными и востребованными благодаря:

1. малым размерам. Это объясняется тем, что вольтодобавочный трансформатор только компенсирует разницу между вольтами на входе и необходимыми вольтами на выходе и поэтому является небольшим;
2. широкому диапазону величин напряжения на входе (для некоторых моделей он может колебаться от 100 до 280-ти);
3. широкому спектру рабочей температуры (некоторые модели могут работать в условиях, когда температура помещения является большей -40 и меньшей +40 градусов Цельсия;
4. низкому уровню шумности (слышно только как переключается реле);
5. низкому уровню чувствительности к искажениям и частоте тока на входе;
6. допустимой длительной перегрузке в 110 процентов. Причиной этого является то, что реле работает с током, который имеет малое количество вольт.

Также многие специалисты отмечают, что такие стабилизаторы могут работать в течение долгого времени (до десяти лет).

Полезный совет: релейные приборы могут работать до десяти лет, если производитель встроил очень качественные реле

При выборе нужно обращать внимание на особенности реле и материалы, из которых они сделаны

Конечно, очень важным преимуществом является и низкий уровень цены.

Недостатки

Если же говорить о негативных сторонах, то они обусловлены принципом работы и схемой построения релейного стабилизатора, который предназначен подавать на выходе 220 вольт с некоторым отклонением.

Наиболее слабым его местом является реле. Собственно некачественное реле может стать причиной преждевременного выхода из строя. Такое реле является существенным недостатком конструкции. Кроме этого, переключение реле сопровождается наличием определенного шума. Его уровень зависит от самой модели.

К числу существенных недостатков следует отнести ступенчатый способ выравнивания тока. Переключение обмоток приводит к появлению скачков, которые могут обостряться во время большого проседания или всплеска величины вольт в общей электросети.

Об этом недостатке часто отзываются пользователи. Они отмечают, что при срабатывании реле видно, как мерцают галогенные лампы. Если же часто прыгает ток, то слышно как каждые пять минут срабатывает реле.

Минусом можно назвать и уменьшение скорости реакции в зависимости от повышения точности выравнивания тока. Это объясняется тем, что для достижения большей точности нужно переключить большее количество обмоток. Это, конечно, занимает дополнительное время.

На дешевых моделях часто указывают завышенную мощность.

Полезный совет: при покупке дешевых моделей нужно выбирать стабилизатор, мощность которого на 30 процентов должна быть больше общей мощности приборов, которые будут к нему подключаться.

Правила техобслуживания и эксплуатации

Конечно, все стабилизаторы напряжения релейного типа, которые используются дома, должны проходить регулярное техническое обслуживание. Производители отмечают, что такое обслуживание должно проводиться ежегодно

Во время его проведения нужно обращать внимание на:

1. уровень надежности соединений проводов входного тока, нагрузки и заземления;
2. уровень свободной циркуляции воздуха в системе охлаждения;
3. наличие повреждений;
4. работу измерительных приборов.

В тех ситуациях, когда соединение ослабились или появились загрязнения, для исправления ситуации нужно отключать стабилизатор. Помещение, где находится сам стабилизатор, должно быть сухим. Влажность должна быть меньше 80-ти процентов.

При эксплуатации все вентиляционные отверстия должны быть открытыми. Их вообще нельзя закрывать.

Обязательным условием эксплуатации является наличие заземления и отсутствие вблизи предметов, которые могут очень быстро загореться.

Что же говорят люди?

Учитывая то, что релейные устройства для стабилизации тока являются самыми дешевыми, ими уже успели воспользоваться многие люди. Многие из них покупали самые дешевые модели, привезенные из Китая. В результате значительная часть из них осталась довольна.

Однако были выявлены некоторые проблемы с реле. В некоторых моделях они часто горели. При этом возникали сложности с поиском аналогичных реле.

Очень большое число пользователей выражает свое удовлетворение тем, что эти типы приборов могут подать нормальный ток при условии, если на входе фиксируется низкое число вольт.

В свою очередь, есть много негативных отзывов о невозможности поддерживать заявленную в документации мощность. Во многом это касается китайских моделей.

Среди плюсов многих отечественных моделей пользователи определили невысокий шум переключения реле.

Замеры и расчеты при выборе стабилизатора

При подборе стабилизатора никак не получится обойтись без фактических замеров и расчетов напряжения и мощности.

Напряжение

Замерьте с помощью мультиметра уровень своего входящего напряжения. Повышено оно или понижено знать не достаточно, необходимо четко представлять в каких пределах оно «гуляет». Большинство стабилизаторов хорошо справляются с уровнем регулировки от 160 до 255 Вольт.

А вот если оно у вас меньше или больше, тут уже нужно смотреть только в сторону инверторных моделей. Именно они обеспечивают стабилизацию в самых широких диапазонах от 90 до 310В. Остальные с этим справляются плохо.

Не дайте себя обмануть продавцу, когда он будет рассказывать про предельный или максимальный диапазон входных напряжений от 110В до 290В! Это напряжение при котором стабилизатор хоть как то, но еще будет работать, а не отключится от действия защит.

Именно он показывает то напряжение, при котором аппарат будет стабильно выдавать на выходе 220 Вольт.

Расчет мощности

Определяетесь с мощностью. Для этого в первую очередь смотрите на сколько ампер у вас вводной автомат. По нему можно сориентироваться какую максимальную мощность вы сможете взять из общей сети.

Для автомата на 40А
P=I*U=40А*220В=8800Вт

То есть нагрузку более 9квт вы просто не сможете подключить из-за ограничения вводного автоматического выключателя.

Кроме автомата не лишним будет проверить сечение питающего кабеля. Потому что при превышении нагрузки, автомат отключится не сразу, а с выдержкой времени, иногда в несколько десятков секунд. А вот тонкий кабель, начинает греться моментально с момента перегрузки. Проверить какую максимальную мощность можно подключить на вашу проводку можно по следующей таблице: 

Теперь подсчитываем токоприемники, которые ОДНОВРЕМЕННО могут быть включены в розетки.

Все электроприемники которые имеют в своей конструкции двигатели (холодильник, стиральная машинка и т.п.) обладают такой характеристикой как пусковой ток. Он в несколько раз больше номинального значения. Поэтому их паспортную мощность нужно умножать минимум на 3!

В итоге получаете некую сумму, например в 4квт. Напряжение на входе у вас — 170 Вольт. Эти входные 170В нужно разделить на желаемые 220 Вольт.

Расчет коэффициента:
170В/220В=0,77

Далее умножаете этот коэффициент на мощность стабилизатора который вы присмотрели, чтобы проверить «потянет» ли он вашу нагрузку или нет. Пусть это будет стабилизатор для дома в 9ква.

Расчет мощности в кВа:
0,77*9ква=6,93ква

Не забывайте что вам все нужно перевести в квт. Берем усредненный коэффициент мощности cosf=0,8 (если у вас нет двигательной нагрузки и реактивной мощности, то cosf=1!).

Итоговый расчет мощности в кВт:
6,93ква*0,8=5,54квт

То есть при вашем пониженном напряжении 170В стабилизатор будет вытягивать мощность в 5,5квт. А у вас одновременно включено не более 4квт. Делаем вывод что данная модель вам подойдет.

Выбирать стабилизатор, что называется «впритык» нельзя. Именно его перегрузка является самой частой причиной выхода из строя. Обязательно должен быть запас в 20-30% минимум!

Суммируя вышесказанное, вот на что вам нужно сделать акцент при выборе стабилизатора для дома:

1
2
3
4
5

Как выбрать стабилизатор напряжения для дома: типы устройств

Прежде, чем начать разбирать по полочкам отдельные характеристики и параметры стабилизаторов в общем, нужно оговориться, что прибор может быть сетевым и магистральным. Сетевой тип – это такой себе переходник между электроприбором и розеткой, соединяющийся напрямую к последней. Магистральный, как можно понять из названия, подключается к электрической магистрали и защищает абсолютно все электроприборы в доме. Покупать первый вариант имеет смысл, если вы переживаете за какую-то конкретную технику, например, домашний ПК, второй – если напряжение прыгает часто, и защита нужна всему, даже лампочкам.

Различают три основных типа стабилизаторов:

1. Релейные, они же ступенчатые – самый популярный и щадящий для вашего бюджета вариант. Под корпусом такого варианта находится автоматическое реле, которое анализирует входящее и исходящее напряжение и понижает или повышает его до нужного уровня. Помимо доступной цены, к преимуществам такого варианта можно отнести его компактные размеры, способность работать и при морозе в -20 градусов, и на сорокоградусной жаре и бесшумность работы. Единственный минус напрямую вытекает из принципа работы – напряжение стабилизируется путем переключения между разными реле, и в ходе этого могут мигать лампочки. Если вас не смущает иногда возникающая из-за этой особенности атмосфера фильма ужасов, то можете смело брать именно этот тип.
2. Электронные или тиристорные – полупроводники этого прибора могут менять свою проводимость примерно сто раз за секунду, если вам это о чем-то говорит. Если перейти на человеческий язык, то такой стабилизатор обладает большей настройки напряжений по сравнению с предыдущим вариантом, при этом нет задержек и сохраняется мощность, поэтому о мигающих лампочках можете забыть. Минусы – большая цена и размер. Такой вариант хорош для частного дома, в котором много дорогостоящей и чувствительной электротехники.
3. Электромеханические, они же сервоприводные – могут быть и сетевыми, и магистральными, а диапазон входящих напряжений от 130 до 260 вольт, то есть этот вариант подстрахует технику даже в случае очень серьезных скачков. Кроме того, такой стабилизатор стойко выдерживает перегрузки, отсекает часть помех и может похвастаться хорошей мощностью. Ложка дегтя – устройство не работает на морозе и тем сильнее шумит при работе, чем больше мощность. Реакция медленнее, чем у электронных.

Подводя итоги, можно сказать, что электронные стабилизаторы являются самыми мощными и надежными, но и самыми дорогими, электромеханические дешевле, но не могут похвастаться такими высокими характеристиками. Золотая середина – релейные модели, поэтому именно их чаще всего выбирают для защиты электроприборов.

Выбор стабилизатора

Какой стабилизатор напряжения 220В для дачи выбрать, зависит от целого ряда требований. Прежде всего, рассматриваются характеристики самого стабилизатора:

• Количество фаз;
• Мощность устройства;
• Скорость коррекции;
• Точность нормализации;
• Входной диапазон;
• Форма выходного сигнала
• Рабочий диапазон температур.

В сельской местности и дачных посёлках, обычно подключена однофазная электрическая сеть. Требуемая мощность стабилизатора определяется общей мощностью всех потребителей плюс запас 25-30%. К скорости коррекции и кратковременному обрыву фазы могут быть критичны некоторые бытовые устройства, такие как автоматика газовых котлов и персональные компьютеры.

В первом случае это может вызвать включение режима «Ошибка» и остановку котла, при этом его самостоятельный перезапуск крайне сложен, а во втором случае – перезагрузка компьютера с потерей всех не сохранённых данных.

Точность нормализации напряжения не играет большой роли, поскольку отечественный стандарт допускает отклонение напряжения сети на величину ± 10% от номинала, а даже самые недорогие стабилизаторы имеют этот параметр равным 8-9%.

Современные устройства для стабилизации сети могут работать при напряжениях на входе, варьирующихся от 110-120 В до 265-280В. У разных типов устройств имеются отклонения, но они как правило, небольшие. Если стабилизатор будет использоваться для работы с электродвигателями, важнейшим фактором будет наличие гладкой синусоиды, так как искажённая форма напряжения вызовет перегрев мотора и его отказ. В документации на стабилизатор всегда указывается допустимая температура, при которой устройство можно эксплуатировать.

Расчёт мощности стабилизатора

Чтобы не ошибиться при определении требуемой мощности стабилизатора нужно знать, как её правильно подсчитать. Осветительные лампы, нагревательные приборы, утюг, паяльник и электрические плиты, то есть все устройства без электромоторов, относятся к активной нагрузке. Их мощность указывается в  ваттах и её нужно просто суммировать.

К реактивной нагрузке относится вся бытовая техника, снабжённая электродвигателями. Это холодильник, посудомоечная машина, стиральная машина, фен, электроинструмент, насос для подачи воды и насос системы отопления.

Феррорезонансные стабилизаторы

Это первые стабилизаторы, получившие широкое распространение в нашей стране. Начало их массового использования в 50-60-х годах ХХ века связано с появлением ламповых телевизоров и прочей бытовой техники, требующей защиты от сетевых колебаний.

Стабилизаторы такого типа отличаются от большинства более современных моделей простотой электронной схемой и отсутствием автотрансформатора. Они понижают или повышают значение напряжения за счёт эффекта феррорезонанса – электромагнитного взаимодействия между двумя дросселями один из которых имеет ненасыщенный сердечник (входной), а второй насыщенный (выходной).

Преимущества

Феррорезонансные стабилизаторы не имеют склонных к поломкам подвижных компонентов, что обеспечивает их надёжность и большой ресурс безотказной работы. Некоторые изделия советского производства до сих пор находятся в обиходе и исправно выполняют свою работу. Другие преимущества данной топологии:

• надёжность и большой ресурс безотказной работы благодаря отсутствию склонных к поломкам подвижных компонентов;
• высокая точность выходного напряжения за счёт плавного, безразрывного регулирования сетевого сигнала;
• устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды;
• быстродействие.

Недостатки

Отвечающее современному уровню комфорта бытовое использование феррорезонансных стабилизаторов осложняется рядом свойственных им недостатков:

• шумность работы – гул от встроенных трансформаторов ощущается даже через стену;
• повышенное тепловыделение;
• большой вес и крупные габариты;
• малый диапазон регулируемого входного напряжения – более узкий, чем предельные значения отклонений, встречающихся в отечественных сетях;
• невысокий КПД вследствие значительных потерь энергии на нагрев;
• неспособность работать при перегрузках и на холостом ходу;
• искажения синусоиды.

Стоить отметить, что все указанные недостатки характерны в первую очередь для классических феррорезонансных стабилизаторов первых поколений, в устройствах нового образца они максимально снижены или полностью исключены. Существенный минус современных моделей этой топологии – это их высокая цена, превышающая не только стоимость изделий других типов, но и on-line ИБП соответствующей мощности.

Применение

Несмотря на серьезные сдвиги в разработке более производительных, мощных и надежных преобразователей напряжения, устаревшие феррорезонансные стабилизаторы все еще пользуются спросом при работе с неприхотливой техникой такого же старого поколения. Приборы этой группы являются не самым удачным вариантом для бытового пользования по причине высокого уровня шумов и громоздкости конструкции, однако вполне могут быть использованы в подсобных помещениях или на загородных домах при плюсовых температурах.

Как выбрать стабилизатор напряжения: основные характеристики

Конечно, определяющей характеристикой, на которую нужно смотреть в первую очередь при выборе гаджета, это его мощность. Рассчитать ее очень просто – нужно суммировать мощности всех электроприборов, подключаемых к сети. Но тут стоит учесть два нюанса. Во-первых, если речь идет не о настольной лампе или радио, а о насосной станции или станке, то есть приборах с высокими пусковыми токами, запас мощности должен быть больше суммы мощностей минимум в три раза. Во-вторых, даже если к сети подключены только лампочки, стоит брать прибор с запасом мощности хотя бы в 20%. А вдруг вы захотите включить в розетку ноутбук, и при этом случиться скачок напряжения? Поэтому запас всегда должен быть.

Второй важный параметр – это фазность. Выбирается фазность прибора по количеству фаз в сети, то есть однофазный – для сети с одной фазой на 220 вольт, а трехфазный – для сети на 380 вольт. Трехфазный вариант существенно дороже, поэтому, если к сети с тремя фазами подключены приборы на одну фазу, то можно схитрить и поставить три однофазных стабилизатора – на каждую из фаз по одному. Это будет выгоднее.

К другим важным параметрам можно отнести следующие:

• активная нагрузка – нагрузка, которую оказывают на сеть приборы, дающие свет или тепло. Активная нагрузка есть у утюга, обогревателя, электрической варочной поверхности и даже лампочки. Измеряется она в киловаттах и при выборе стабилизатора суммируется;
• реактивная нагрузка – нагрузка от индуктивных и емкостных устройств, то есть от электродвигателей и других подобных приборов. Если вам нужно посчитать общую мощность такого электроприбора, то для этого нужно суммировать активную и реактивную;
• диапазон напряжений – чем он больше, тем надежнее, но не всегда имеет смысл переплачивать, покупая модель с самым широким диапазоном. Особенно это актуально, если речь идет о более-менее стабильной электросети. Чтобы понять, какой диапазон вам нужен, достаточно просто замерять напряжение в сети несколько дней подряд пару раз в день. К слову, тут также стоит учитывать, что на некоторых моделях указывается диапазон входного напряжения и предельный диапазон. Вторые цифры – это пороговые значения, после преодоления которых стабилизатор просто отключает питание электроприборов;
• точность – максимальное отличие исходящего напряжения от золотых 220 вольт. Допустимый уровень точности составляет плюс-минус 7% от номинала, но лампочки начинают мигать, если точность выше 3%. Чем выше точность, тем меньше заметны скачки напряжения, если объяснять по-простому;
• тип монтажа – стабилизаторы различают настенные и напольные. Первые монтируются на стену, вторые ставятся на пол. Выбирая тип монтажа прибора, стоит учитывать, что влажные, пыльные или грязные места – не лучший выбор для устройства, работающего с электричеством. А электромеханические модели еще и не переносят мороз, поэтому не стоит устанавливать их на улице или просто в неотапливаемом помещении.

Интересная, но необязательная функция, которую можно учитывать при выборе стабилизатора напряжения для дачи или дома, это наличие дисплея. На нем отображается входное и выходное напряжение, нагрузка и другие данные, которые будут для вас совершенно бесполезны, если вы не разбираетесь в электротехнике.

Кстати, если вы купили стабилизатор напряжения, то не стоит включать паранойю и подключать к нему абсолютно все электроприборы. Постоянное напряжение для стабильной работы нужно холодильнику, телевизору, компьютеру, телефону и лампочкам, а вот обогреватель нормально работает и при скачках напряжения. Более того, если подсоединить к прибору мощное устройство типа электросварочного аппарата, то оно может привести к срабатыванию защиты и отключению тока в принципе. Если нужно защитить, например, только холодильник с телевизором, то оптимальным выходом станет покупка двух сетевых стабилизаторов вместо одного магистрального.

Что такое стабилизатор напряжения, и зачем он нужен

Как ясно из самого названия, стабилизатор электрического напряжения — это устройство, которое стабильно поддерживает напряжение 220 В в вашем доме. Для дачи это устройство чрезвычайно полезно, так как скачки напряжения в дачно-садовых товариществах — вещь нередкая.

Часто на весь поселок один-единственный трансформатор, который обслуживается  постольку-поскольку. Поэтому напряжение в сети может то падать, то наоборот — взлетать до шокирующих высот (например, если в трансформатор попадает молния — случай, едва не стоивший инфаркта одному из наших редакторов).

Стабилизатор — это своего рода переходник между электросетью и проводкой вашего дома. Он принимает входной ток и усиливает или ослабляет его напряжение до 220 В, чтобы все электроприборы в доме получали равномерное питание. В случае значительных перепадов напряжения в сети стабилизатор может аварийно отключить электричество в доме.

Особенности розеточного устройства

Состоят они из таких частей:

• Электроника. В различных моделях она представляет собой плату с впаянными деталями или микропроцессор. Электронные устройства осуществляют измерение параметров поступающего тока, изменение его показателей до нормы и выработку команд на механические части прибора. Команды передаются в виде импульсов определенной частоты в соответствии с заложенной программой.
• Механика. Легкие модели оснащены пружинами и фиксаторами, которые при превышении пиков нагрузки осуществляют разрыв цепи. Последующее включение происходит в автоматическом или ручном режиме в зависимости от модели и стоимости прибора.

Приборы имеют шкалу настройки по верхнему и нижнему порогу срабатывания. Выбор диапазона осуществляется исходя из подключенных потребителей. В зависимости от степени чувствительности аппаратуры нижний порог устанавливается на уровне 130-200 В, а верхний — в пределах 230-270 В. Пока напряжение находится в этих границах, электроника выравнивает его до нужных 220 В. При превышении выставленных ограничений реле отключает питание в течение 0,3-0,6 секунд. В большинстве случаев этого достаточно, чтобы предотвратить поломку техники. Время задержки варьируется в пределах 5-600 секунд, в зависимости от особенностей подключенного оборудования. Различные модели рассчитаны на подключение одного или нескольких потребителей суммарной мощностью 0,4-3,0 кВт.

Лучший стабилизатор напряжения с двойным преобразованием

Одним из самых современных и дорогостоящих видов стабилизаторов являются инверторы. Принцип их работы заключается в быстром преобразовании переменного тока в постоянный и обратно. Такая схема работы обеспечивает высокую скорость регулирования, бесшумность и компактность. Хорошие отзывы получил следующий прибор.

Штиль IS1500

Рейтинг: 4.9

Самый высокий уровень защиты оборудования способен обеспечить стабилизатор Штиль IS1500. Модель инверторного типа обладает уникальными свойствами за счет технологии двойного преобразования. Она может защитить от проблем в электрической сети приборы мощностью до 1,125 кВт. Входное напряжение может колебаться в диапазоне от 90 до 310 В, а на выходе потребитель получит практически идеальную энергию (216-224 В). Высокая точность стабилизации (2%) высоко оценена экспертами, а также сотрудниками медицинских учреждений, работниками АТС, компьютерщиками и т. д. К стабилизатору можно одновременно подключить два прибора.

Пользователи отмечают малый вес и компактность модели, наличие фильтрации помех высокой частоты.

Достоинства

• высокая точность стабилизации;
• легкость и компактность;
• бестрансформаторная схема преобразования;
• широкий диапазон входного напряжения.