Современные стабилизаторы напряжения
Опубликовано: 01.10.2018
Современные стабилизаторы напряжения
Линейные стабилизаторы напряжения
Многие из нас на личном опыте сталкивались с проблемой некачественного электроснабжения. Обычно это выражается в мерцании ламп накаливания. Свечение в половину накала. Малый срок службы лампочек. Перегорание лампы накаливания в момент её включения. Невозможность запуска электродвигателей в т.ч. двигатели холодильников стиральных машин, кондиционеров, выход из строя дорогостоящей бытовой техники. Часто такие ситуации несут большие финансовые потери и могут даже спровоцировать пожар. Ремонт бытовой техники также связан с большими затратами, довольно часто например за ремонт телевизора приходится выплатить минимум половину его стоимости и потратить кучу времени и сил на транспортировку вышедшего из строя оборудования и поиск мастера который возьмется за эту работу.
Стабилизатор напряжения сервоприводный
В большинстве случаев проблема некачественного питания более актуальна для сельской местности, чем для больших городов. Наиболее распространенное и бюджетное решение по получению качественного электроснабжения, это бесспорно установка индивидуальных стабилизированных источников питания. Такими устройствами являются – автоматические стабилизаторы напряжения. В этой статье мы попробуем разобраться с выбором стабилизатора напряжения для эффективного решения определенных задач.
Существует много причин выхода напряжения за рамки допустимых значений, некоторые из них мы рассмотрим в этой статье.
Пониженное напряжение
как правило, длительная просадка напряжения наблюдается на объектах, где не хватает мощности высоковольтной линии электропередач. Так же, часто встречается проблема нехватки мощности выделенного понижающего трансформатора, установленного на высоковольтной линии электропередач (ЛЭП).
Сильное влияние оказывает фактор удаленности потребителя от понижающего силового трансформатора. Например, в дачных поселках и гаражных кооперативах часто наблюдается такая картина – потребители, которые ближе всего находятся к понижающей трансформаторной подстанции далее (КТП) могут не иметь проблем с напряжением в своей точке подключения, а потребители, находящиеся в конце линии наблюдают сильно заниженное напряжение в конце линии передач. Это происходит из за превышения допустимой нагрузки на линию передач. Такие «просадки» напряжения носят, как правило, длительный характер и могут быть ярко выражены, например, в зимний период времени (когда многие начинают пользоваться электрическими нагревателями). Летом в частном секторе или в садово-огогодных товариществах в период утром и вечером когда происходит массовый полив растений, или в выходные дни, когда все приезжают на дачи и активно начинают использовать электроприборы.
Скачки напряжения
Природа коротких просадок напряжения, как правило, вызвана резким включением мощного оборудования на линии, не рассчитанной на такую мощность. Таким оборудованием, как правило, являются мощные электродвигатели, компрессоры, насосы, сварочные аппараты. Например, любой двигатель при пуске потребляет до шести номиналов своей мощности, а двигатели компрессоров и насосов где процесс запуска связан с еще большим крутящим моментом при пуске могут потреблять до десяти номиналов своей мощности. Характерные черты работы бытового оборудования в таких условиях можно описать так: кратковременное снижение мощности бытовых приборов имеющих в своем составе электродвигатели или нагревательные элементы, мерцание ламп накаливания. При больших падениях напряжения оборудование может, и вовсе отключатся, (например отключение газового котла).
Повышенное напряжение
Большинство понижающих трансформаторов устанавливаемых на трансформаторных подстанциях имеют возможность регулировки выходного напряжения в отдельности по каждой фазе. Если выходное напряжение трансформатора с учетом 100% нагрузки принять за номинальное, то при снижении нагрузки на этот трансформатор напряжение на выходе будет, безусловно, расти. В таком случае данное правило будет работать примерно так, как мною было описано в разделе о «Пониженное напряжение сети в длительном временном периоде» только в точности наоборот. Значит в периоды времени, когда нагрузка мала, напряжение на линии будет расти, а при полной нагрузке возвратится в свои номинальные значения. Не стоит также забывать о том что, напряжение, доходя до потребителя, проделывает долгий путь от генерирующей электростанции и заканчивая потребителем. Для передачи электроэнергии на большие расстояния, его сначала с помощью трансформаторов преобразуют в высокое до 1250 кВ (таким образом, достигаются минимальные потери на линии, и возможность снижения сечения проводника) и передают с помощью воздушных линий на значительные расстояния, далее с помощью ряда подстанций его понижают и разводят до потребителя. Как правило напряжение на входе в привычные нам трансформаторные подстанции составляет уже 6-10 кВ. Всё это делается для того что бы максимально избежать потерь напряжения и удешевить сам процесс транспортировки электроэнергии.
Современные стабилизаторы напряжения
Виды современных стабилизаторов напряжения или как выбирать стабилизатор напряжения. Для началс попробуем разделить все наиболее популярные стабилизаторы на несколько основных типов.
1. электродинамические сервоприводные (механические)
2. дискретные (электронные переключаемые) 3. преобразователи напряжения типа онлайн или двойного преобразования
Стабилизаторы могут быть однофазными (220/230 В), или трёхфазными (380/400 В) мощностью от нескольких сотен ватт до нескольких мегаватт.
Стабилизаторы могут быть настенного, напольного, стоечного (установка в стойку), уличного, антивандального исполнения. А также с различными исполнениями по степени защиты от внешних воздействий (например IP20, IP54)
Важной характеристикой стабилизатора напряжения является его быстродействие, то есть чем выше быстродействие, тем быстрее стабилизатор отреагирует на изменения входного напряжения. У разного типа стабилизаторов разная скорость быстродействия, например у электродинамических быстродействие 12...18 мс/В, статические стабилизаторы обеспечат 2 мс/В, а вот у электронных, компенсационного типа этот параметр 0,75 мс/В.
Ещё одним важным параметром является точность стабилизации выходного напряжения. Точность стабилизатора подбирается под конкретные требования подключаемого оборудования. Например, статический стабилизатор с отклонением не более ± 3,5% будет считаться высокоточным.
Важным потребительским параметром является способность сохранения заявленных параметров при перегрузках по мощности. Такой параметр будет незаменим при больших пусковых токах определенного подключаемого оборудования.
Электродинамические сервоприводные стабилизаторы напряжения
Отличительная особенность таких стабилизаторов это высокая точность регулировки выходного напряжения 1-3%, высокая перегрузочная способность. Высокий КПД. Плавная регулировка напряжения во всем диапазоне. Как правило, расширенный диапазон входных напряжений.
Из минусов можно отметить необходимость частого обслуживания, наличие угольных токосъёмников и механизмов их привода, что несколько снижает надежность изделия по сравнению со статическими и компенсационными стабилизаторами напряжения. Более долгое реагирование на резкое изменение напряжения в сети. Не рекомендуется для установки в местах с резко меняющимся входным напряжением (например, если у вас, сосед сварщик).
Стабилизация напряжения осуществляется при помощи передвижения угольного токосъёмника по оголенной части обмотки трансформатора, вследствие чего изменяется коэффициент трансформации на выходе.
Электродинамический стабилизатор наиболее востребован для питания высокоточной техники, медицинского оборудования, специального осветительного оборудования.
Наибольшую популярность такие стабилизаторы получили на Российском рынке благодаря очень низкой цене на модели Китайского производства, такие как Fnex, Solby, Ресанта. Наиболее качественные, из представленных, на нашем рынке изделия подобного класса можно смело называть изделия Итальянского завода Ortea.
Дискретные (электронные) стабилизаторы напряжения
Отличительная особенность дискретных стабилизаторов будет являться высокая перегрузочная способность, высокий КПД, точность регулировки 3%, 5%, 7% и д.р. зависит от количества ключей. Высокое время реагирования на изменение входного напряжения в сети от 10мс. Учитывая, что большинство бытовых приборов легко переносят отклонения напряжения до 8-12%, такой тип стабилизатора наиболее популярен для домашнего применения.
Принцип стабилизации напряжения – дискретный. Основная часть такого стабилизатора это трансформатор с определенным количеством отпаек, чем больше отпаек, тем больше точность регулировки. Напряжение на таких отводах трансформатора имеет разницу в несколько %, или 3-10 Вольт. Каждая отпайка с обмотки коммутируется с помощью силового ключа по команде электронного блока управления. Ключом могут служить электромагнитные реле, тиристоры. Чем больше количество силовых ключей, тем выше точность стабилизации и соответственно цена на такое устройство.
Ключи – это силовые элементы, которые коммутируют ответвления обмоток трансформатора. Как правило, стабилизаторы малой мощности выполняются на релейных ключах, а более мощные модели от 2 кА на полупроводниковых (тиристорных), это связано с тем, что релейные ключи более бюджетные в производстве и не сильно удорожают конструкцию стабилизаторов. Но если необходим маломощный стабилизатор для резко переменной сети существуют отдельные серии стабилизаторов, например Штиль ST.
Мы не рекомендуем нашим покупателям приобретать Релейные стабилизаторы Китайского производства ввиду их малого ресурса. При выборе дискретных стабилизаторов лучшим выбором может стать Штиль г. Тула, и ЗАО «Электромаш» г. Тула. К средней ценовой категории можно отнести стабилизаторы Прогресс г. Пермь.
Преобразователи напряжения типа онлайн или двойного преобразования
В стабилизаторах такого типа переменный ток через инвертор преобразуется в постоянный, а затем формирует форму, частоту и амплитуду выходного напряжения. Как правило, у таких стабилизаторов напряжения очень широкий диапазон входных напряжений (есть модели с диапазоном от 100 до 400 В), форма синусоиды на выходе не зависит от формы напряжения на входе. То есть он берет из сети напряжение с искаженной синусоидой, а на выходе дает высококачественную синусоиду. Точность выходного напряжения такого стабилизатора доходит до 0,5%, а КПД до 96%. Данный стабилизатор подходит для всех типов потребителей и электрических сетей.
Минусом данного типа стабилизатора является, пожалуй, только его цена.
Итак, при выборе надежного стабилизатора напряжения, необходимо учесть все нюансы сети и изучить суть проблемы. Только после этого можно приступать к выбору оборудования для стабилизации напряжения. Наши специалисты готовы Вам в этом помочь.
