Высокое напряжение способно вывести из строя практически любой электроприбор. Низкое напряжение, в свою очередь, может повредить устройства с двигателями или компрессорами, например, насосы, холодильники, кондиционеры. Современные устройства, такие как сплит-системы, насосы с блоками управления, котлы отопления и некоторые виды бытовой техники, оснащаются защитой от низкого напряжения. Обычно она срабатывает при падении напряжения до 180В, предотвращая запуск устройства. Важно помнить, что поломки, вызванные скачками напряжения, не считаются гарантийными случаями. Согласно пункту 5 статьи 14 Закона «О защите прав потребителей», такие поломки возникают в результате эксплуатации с нарушением правил пользования.
Сферы применения стабилизаторов напряжения
Стабилизатор напряжения – это устройство, автоматически регулирующее напряжение в сети, снижая слишком высокое и повышая слишком низкое, обеспечивая стабильное питание для электроприборов и защищая их от скачков. На рынке существуют также «реле напряжения», отключающие питание при выходе напряжения за установленные рамки. Они компактны и доступны, но подходят только для объектов со стабильным напряжением, поскольку при частых перепадах пользователь останется без электричества. В отличие от реле, стабилизатор не отключает, а выравнивает перепады напряжения.
Стабилизатор напряжения можно установить как локально для одного устройства (например, газового котла, холодильника, компьютера или кондиционера), так и централизованно на входе в дом для защиты всего электрооборудования. При выборе стабилизатора для котла, учитывая его важность, особенно зимой, необходимы высокая скорость реакции (микропроцессорная схема) и надежность (релейный тип с функцией ZeroCross). Для работы с фазозависимыми котлами могут потребоваться дополнительные функции. Мощность стабилизатора для котла обычно составляет 500 ВА. Для компьютерной техники рекомендуется стабилизатор с несколькими розетками для удобства и сетевым фильтром для защиты от высокочастотных помех.
Типы стабилизаторов для защиты электроники от колебаний напряжения
Релейные стабилизаторы.
Релейные стабилизаторы напряжения, наиболее распространенные в быту, получили свое название благодаря использованию электромагнитных реле для переключения отводов обмоток автотрансформатора. Плата управления анализирует входное напряжение и переключает реле, подключая нужную часть обмотки для повышения или понижения напряжения, что делает их доступным и простым решением для стабилизации напряжения.
Релейные стабилизаторы, несмотря на доступную цену, высокую эффективность и возможность выдерживать кратковременные перегрузки, имеют ряд недостатков. К ним относятся ограниченный срок службы из-за износа контактов реле, небольшое количество ступеней регулировки, невысокая точность выходного напряжения и характерные щелчки при переключении.
Электронные (симисторные и тиристорные) стабилизаторы.
Вторым по популярности видом стабилизаторов являются электронные. В качестве коммутационных элементов в них используются симисторы или тиристоры.Такие стабилизаторы напряжения обладают большим сроком службы, так как отсутствует механический износ контактов.
Электронные стабилизаторы отличаются бесшумностью, быстродействием, долговечностью, большим количеством ступеней регулировки и высокой точностью. Однако они уступают релейным по стоимости, имеют более низкий КПД из-за нагрева полупроводниковых ключей и требуют запаса по номиналам ключей для выдерживания перегрузок.
Электромеханические (сервоприводные) стабилизаторы.
Электромеханические стабилизаторы напряжения, также известные как сервоприводные, отличаются принципом регулировки от релейных и электронных. Вместо ступенчатого изменения напряжения они используют плавную регулировку, осуществляемую с помощью графитового электрода, скользящего по виткам автотрансформатора. Этот электрод, подобно щётке в электродвигателе, управляется сервоприводом, обеспечивая точную и плавную регулировку выходного напряжения.
Сервоприводные стабилизаторы хорошо подходят там, где наблюдаются частые, но незначительные изменения напряжения, так как регулировка напряжения происходит плавно. Из-за невысокого быстродействия в электромеханических стабилизаторах устанавливают защитное реле, которое отключает нагрузку при сильно резком скачке напряжения, то есть на случай когда сервопривод не успевает отрегулировать напряжение.
Сервоприводные стабилизаторы обладают преимуществами плавной, бесступенчатой регулировки и высокой точностью выходного напряжения. Однако они имеют недостатки, такие как шум во время работы, низкая скорость регулировки и потребность в частом техническом обслуживании.
Инверторные (онлайн-) стабилизаторы.
Инверторные стабилизаторы, также известные как стабилизаторы с двойным преобразованием или онлайн-стабилизаторы, являются наиболее дорогим типом.
Преимущества инверторных стабилизаторов включают мгновенную реакцию, высокую точность и бесшумность. Однако, они также имеют ряд недостатков: высокую стоимость, ограниченный срок службы электролитического конденсатора, высокое потребление энергии на холостом ходу, низкий КПД, сложность ремонта, сложную конструкцию и, следовательно, меньшую надежность.
Критерии выбора стабилизатора: мощность, тип потребляемой техники, стабильность выходного напряжения
При выборе стабилизатора важно, чтобы его мощность была больше суммарной мощности защищаемых электроприборов. Необходимо учитывать снижение мощности стабилизатора при работе на повышение напряжения, которое указано в паспорте устройства. Важно учесть пусковой ток электроприборов с электродвигателем, который может быть значительно выше номинального. Мощность стабилизатора обычно указывается как «Полная мощность» в ВА, поэтому мощность нагрузки нужно перевести в ВА, разделив ее значение на cosf.
Как мы уже рассматривали, газовые котлы, имея ряд особенностей, требуют специализированных линеек стабилизаторов. Электромеханические стабилизаторы, благодаря плавной регулировке, лучше подходят для освещения, предотвращая мерцание. В большинстве бытовых случаев, релейные стабилизаторы оказываются вполне достаточными.
Помимо основной задачи – стабилизировать напряжение, стабилизаторы должны обладать следующими функциями:
- Задержка на включения. Полезная функция для техники с компрессорами (холодильники, кондиционеры), которая обеспечивает автоматическую паузу перед повторным включением после отключения питания. Это дает время компрессору остыть и избежать перегрузок.
- Байпас – функция, позволяющая переключить питание нагрузки напрямую от сети, минуя схему стабилизации. Важно помнить, что при включении байпаса нагрузка становится незащищенной от перепадов напряжения.
- Электронная защита от перегрузки – это первый уровень защиты стабилизатора. Она срабатывает при превышении допустимого уровня входного тока и времени. В этом случае, стабилизатор выжидает время, может попробовать включиться несколько раз, и, если перегрузка не устраняется, отключается до ручного включения пользователем.
- Входной автоматический выключатель. Это дополнительная защита, которая срабатывает в случае неисправности электронной защиты или короткого замыкания на входе стабилизатора. Он может быть реализован как автоматический выключатель или плавкий предохранитель.
- Защита от импульсных скачков напряжения может быть реализована с помощью варистора, либо цепи из варистора и газоразрядника. Трансформатор также способен сглаживать помехи, но эта функция обычно не учитывается в характеристиках.
- Индикация – важная функция, которая позволяет отслеживать работу стабилизатора. Она обычно включает в себя показ входного/выходного напряжения, индикацию тока, мощности или уровня нагрузки, а также вывод кодов ошибок. Важно помнить, что некоторые производители программируют индикацию так, чтобы она всегда показывала 220В на выходе, даже если фактическое значение другое. Рекомендуется выбирать стабилизаторы от ответственных производителей, которые показывают реальное значение выходного напряжения.
Факторы для определения необходимой стабильности выходного напряжения
Электроприборы, сертифицированные в РФ, должны работать с установленным ГОСТом допуском напряжения, и почти все стабилизаторы укладываются в эти параметры. Так же нужно учесть восприимчивость нагрузки к переключениям, например, лампы накаливая «моргают» при ступенчатом регулировании. При «чувствительной» технике необходимо выбирать стабилизатор с плавной регулировкой (электромеханические), или симисторный с малой величиной ступени, или инверторный без ступеней регулирования.
Стабилизатор должен соответствовать требованиям технических регламентов Таможенного союза: ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования», ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств» и ТР ЕАЭС 037/2016 «Об ограничении применения опасных веществ в изделиях электротехники и радиоэлектроники». Регламентированный срок службы стабилизатора должен составлять не менее 10 лет.
Методы правильной установки и подключения стабилизатора для оптимальной защиты
При выборе места для стабилизатора важно учитывать его назначение. Если он предназначен для защиты одного прибора, его следует установить в непосредственной близости. Для защиты всего дома, мощный стабилизатор лучше всего разместить рядом с электрораспределительным щитком, в сухом отапливаемом помещении. При подключении мощного стабилизатора к дому, его нужно устанавливать после электрического счетчика и вводного автоматического выключателя, следуя правилам устройства электроустановок.
Отдельно стоит отметить, что при эксплуатации стабилизатора на объекте обязательно должно быть предусмотрено заземление, соответствующее требованиям ПУЭ. Настоятельно не рекомендуется устанавливать стабилизатор напряжения на улице, в ограниченных замкнутых пространствах, рядом с отопительными приборами, а также в влажных или пыльных помещениях.
Стабилизатор напряжения – это залог комфорта и безопасности при эксплуатации электроприборов, так как он защищает устройства от перепадов напряжения и продлевает их срок службы. Такое устройство не только предотвращает возможные поломки, но и позволяет существенно сэкономить бюджет на ремонт техники, что особенно важно в условиях нестабильной работы электросетей. Однако для достижения максимальной эффективности необходимо осознанно и продуманно подходить к выбору стабилизатора, учитывая мощность подключаемых приборов, характеристики сети и специфические требования каждого устройства. В результате правильный выбор стабилизатора не только обеспечит надежную защиту, но и создаст комфортные условия для повседневного использования электротехники.
Спикер: Александр Беспалов, директор департамента развития новых продуктов ENERGON
