Промышленные стабилизаторы напряжения в повышении качества электроэнергии силовой сети. Основные направления использования и параметры выбора промышленных стабилизаторов напряжения. Релейные, электромеханические и электронные промышленные стабилизаторы напряжения.
Промышленные стабилизаторы напряжения отличаются от бытовых моделей мощностью, массогабаритными показателями, точностью регулировки, скоростью стабилизации, хотя и условно, поскольку для обеспечения нормируемых ГОСТом 32144-2013 показателей качества электроэнергии на муниципальном, торговом объекте и даже в жилом малоэтажном доме с электрическим отоплением, кондиционерами, электроплитой и пр., где необходима мощность далеко за 20 кВт.
В целом, одно- и трехфазные стабилизаторы напряжения могут и должны рассматриваться менеджментами и энергетиками промышленных и непромышленных объектов только как локальное дополнительное, но не достаточное решение обеспечения надежного снабжения электроэнергией стандартизированных параметров отдельного оборудования, групп нагрузки, сегмента сети.
Не достаточное, поскольку любые одно- и трехфазные стабилизаторы de facto не устраняют причины, вызывающие ухудшение качества электроэнергии в силовой сети.
То есть, типовые проблемы перетоков реактивной мощности, искажений параметров качества электроэнергии токами гармоник, интергармоник и т. д. остаются, а сама надежность работы стабилизаторов ограничена предустановленными производителем значениями отклонения входного напряжения. Поэтому стабилизаторы напряжения стоит использовать в качестве дополнительного технического средства обеспечения надежности питания чувствительной к изменениям сетевых параметров нагрузки совместно с конденсаторными установками повышения коэффициента мощности, пассивными и активными фильтрами гармоник, а также комплексом организационных мероприятий по повышению качества электроэнергии и стабильности электроснабжения объекта.
Основные направления использования и параметры выбора промышленных стабилизаторов напряжения
Одно- или трехфазные стабилизаторы напряжения с пофазной коррекцией могут использоваться для вывода на оптимальный режим работы систем освещения, вентиляции, кондиционирования, электроприводов (если в них не используются ШИМ преобразователи), нагревательных установок, электросварочного оборудования и т. д.
В условиях перехода на цифровые сети, обозначенного принятой в июне 2020 «Энергетической стратегией Российской Федерации» возрастает значение стабилизаторов напряжения, как дополнительного средства обеспечения стабильности питания программно-аппаратных комплексов систем автоматического управления производственно-технологическими процессами. В рамках АСУ ТП или иных версий автоматических систем промышленные стабилизаторы напряжения могут использоваться, как для создания стабильных условий работы электронного оборудования SCADA (Supervisory control and data acquisition), так и надежного питания слаботочных сетей информационных каналов протоколов Modbus и/или Industrial Ethernet.
Выбор промышленного стабилизатора напряжения в основном происходит по мощности, точности и скорости стабилизации, КПД, уровню защиты от электромагнитных помех, массогабаритным характеристикам и цене. В целом этот пакет показателей определяется типом стабилизатора напряжения, которые в основном поставляются релейными, электромеханическими (сервоприводными) и электронными (феррорезонансные и стабилизаторы с подмагничиванием имеют ограниченное применение из-за малых значений КПД и сравнительно высоких массогабаритных характеристик).
Трехфазные стабилизаторы напряжения выпускаются или на базе одного трехфазного трансформатора или в виде сборки из трех однофазных стабилизаторов. В лучших, но более дорогих предложениях трехфазные сборки комплектуются одним резервным однофазным стабилизатором, автоматически подключаемым в сеть при выходе одного из рабочих стабилизаторов напряжения.
Релейные, электромеханические и электронные промышленные стабилизаторы напряжения
В релейных стабилизаторах для исправления напряжения на выходе используется автоматическая коммутация контроллером системы управления (СУ) выводов отпаек вторичной обмотки трансформатора электромеханическими контакторами, т. е. регулирование происходит дискретно или ступенчато, а точность коррекции зависит от числа выводов и контакторов.
Главные недостатки релейных стабилизаторов — небольшая точность корректировки, невысокая скорость регулирования из-за предустановленной временной задержки включения электромеханических реле, достаточно быстрый износ контакторов из-за выгорания при включении, отключении, большие габариты, определяемые числом выводов отпаек и контакторов.
Электромеханические стабилизаторы корректируют напряжение на выходе посредством движения сервоприводом контакта (токосъемной щетки), что увеличивает или уменьшает число витков обмотки автотрансформатора.
Преимущества электромеханических стабилизаторов перед релейными — достаточно плавная, а главное, более точная коррекция напряжения на выходе, к недостаткам относят невысокую скорость регулировки и меньший ресурс работы (в сравнении с релейными и электронными) из-за физического износа подвижных частей.
Электронные стабилизаторы — бесконтактные, без движущихся частей, но более дорогие из-за использования полупроводниковых ключей и дискретные, как и релейные модели.
Стабилизаторы напряжения на симисторах бесшумные в работе, надежные, с большим ресурсом и скоростью регулирования. Более прогрессивные модели построены на оптосимисторах (управляющий электрод заменен светодиодом) и автотрансформаторе, или оптосимисторах и трансформаторе тока с L-C-фильтрами на выходе, благодаря чему полностью решается проблема гальванической развязки между источником и нагрузкой.
К недостаткам электронных стабилизаторов напряжения относят высокую цену, определяемую числом и мощностью полупроводниковых ключей, а также жесткую зависимость точности регулирования и массогабаритных показателей от числа отпаек обмотки трансформатора.
