Выбираем стабилизатор напряжения 220 В для дома

обзор стабилизаторов напряжения для дома 220vРезультатом повышения уровня жизни населения стало существенное увеличение количества бытовой техники в домах и квартирах граждан. Несмотря на постоянное повышение экономичности, при пользовании ею следует учитывать изношенность рассчитанных по стандартам 50‑летней давности электросетей, склонных к непредусмотренным и значительным изменениям сетевого напряжения.

Есть ли необходимость в домашнем стабилизаторе?

Принято считать, что внутренние источники питания современной аппаратуры хорошо защищают ее от колебаний сетевого напряжения. Это и так, и не совсем так. Действительно, слаботочная бытовая аппаратура часто имеет внутренние стабилизаторы и безболезненно переносит не выходящие за пределы допусков незначительные изменения питающего напряжения. Мощное бытовое оборудование защищено гораздо меньше.

Так, например, ток включения компрессора холодильника или кондиционера, может превышать номинальное значение в 5÷7 раз. В старых изношенных электропроводках это вызовет хоть и кратковременный, но заметный «провал» напряжения. Компрессор холодильника может при этом не включиться, что приведет к повторной команде на запуск, новой «просадке» напряжения, включению пускового реле и так много раз вплоть до поломки мотора или реле. Как ощутят это другие потребители, предсказать невозможно.

Такие же примеры можно привести и для другого оборудования:

  • Экономичные люминесцентные лампы не любят пониженного напряжения: они начинают мерцать либо окончательно гаснут.
  • Светодиодные светильники и ленты боятся как повышенного, так и заниженного напряжения питания.
  • Длительная работа при завышенном напряжении теплоэлектронагревательных элементов — ТЭНов в электроводонагревателях, чайниках и других значительно сокращает срок их службы.
  • Бестрансформаторные импульсные блоки питания телевизоров, компьютеров и другой техники часто выходят из строя от резких скачков сетевого напряжения. Не рекомендуется их долгая работа и при длительном его превышении.
Таких примеров можно привести немало. А в частном доме или коттедже к обычным «квартирным» потребителям присоединяются электробойлеры, отопительные котлы, системы «теплого пола», насосы для скважин, колодцев и канализации и др.

Разновидности сетевых стабилизаторов

Для бытового применения промышленностью выпускаются однофазные сетевые приборы на 220 В. Большинство из их типов использует в своей работе автотрансформаторную схему с коммутацией обмоток.

Типы

Релейные

relejnye stabilizatoryПереключение обмоток производится сильноточными реле с помощью блока управления. Диапазон регулировки определяется количеством отводов обмоток.

Например, если имеется четыре отвода по 10 В каждый, то регулировка будет производиться в диапазоне изменения входного напряжения ±20 В — 200÷240 В, а, учитывая 10%‑й допуск по ГОСТу — 180÷260 В.

Релейные приборы достаточно надежны, просты и недороги, но не лишены и недостатков:

  • Малым числом ступеней обусловливается невысокая точность стабилизатора в пределах 8÷10%.
  • Громкое щёлканье при переключениях.
  • Невысокая скорость реакции.
Релейные стабилизаторы подходят для большинства видов бытового электрооборудования, кроме высокоточной техники и некоторых аудио‑видеоприборов, таких как ЖК‑телевизоры и им подобные.

Электронные

электронные стабилизаторыПринцип действия аналогичен релейным, но в качестве переключающих элементов применяются мощные симметричные тиристоры — симисторы. Благодаря их малым габаритам увеличивается количество ступеней регулирования и, соответственно, его точность.

Электронная схема управления отличается высоким быстродействием и скоростью отклика, а если подача ею сигналов коммутации на симисторы производится строго в нулевой точке входного напряжения — это полностью исключает образование помех переключения.

Тиристорные устройства обеспечивают диапазон стабилизации 130÷260 В с точностью 1÷1.5%. Они бесшумны, относительно недороги и могут использоваться для любой бытовой техники.

Электромеханические

Электромеханические стабилизаторыПредставляют собой по сути знакомый многим по урокам физики лабораторный автотрансформатор — ЛАТР, в котором ручное управление заменено вращением «бегунка"-токосъемника сервомотором. Команду на сервопривод подает компараторный блок измерения, сравнивающий входное напряжение с номиналом.

Электромеханические приборы обеспечивают точность в 1,5÷2% при изменении напряжения на входе от 140 до 260 В.

К их достоинствам относят малые размеры, не превышающие практически габаритов ЛАТРа.

К недостаткам — высокую инерционность работы: при изменении входного напряжения на 10 В выходное устанавливается примерно через 1 сек.

Феррорезонансные

Феррорезонансные стабилизаторыПриборы этого типа используют нелинейность ВА‑характеристики находящегося в состоянии насыщения дросселя, ограничивающего превышение напряжения, а подъем и восстановление его формы обеспечивается последовательно‑резонансным колебательным контуром.

Это первый тип сетевых стабилизаторов, появившихся в широкой продаже для бытового применения во времена развития телевидения и массового распространения у потребителей ламповых телевизионных приемников.
Основные достоинства:

  • Небольшие габариты и вес.
  • Высокая надежность и долговечность, ввиду простоты конструкции.

Недостатки:

  • Невысокая точность регулировки — 5÷10%.
  • Повышенное энергопотребление в режиме холостого хода.
  • Заметное гудение сердечников трансформаторов и дросселей.

Компенсационные

kompen2Выпрямленное сетевое напряжение стабилизируется компенсационной параметрической схемой.

Регулировка осуществляется изменением скважности импульсов ШИМ‑модулятора. Выходной импульсный сигнал после фильтрации снова преобразуется в синусоидальное стабильное 220‑вольтовое напряжение.

Компенсационные схемы с ШИМ‑модуляцией имеют:

  • самую высокую точность стабилизации в сотые доли процента;
  • практически мгновенную реакцию, измеряемую микросекундами;
  • высокий кпд.

Единственным недостатком можно назвать высокую стоимость, но там, где требуется хорошая стабилизация, эти устройства становятся незаменимыми.

Способы подключения:

Стационарное

В недалеком прошлом практиковалось включение через сетевой стабилизатор одного, наиболее чувствительного к колебаниям сети прибора, чаще всего телевизора. С появлением устройств мощностью в несколько киловатт, стало возможным их подключение в силовом щите на всю квартирную проводку.

Местное

В случае стабильно заниженного либо завышенного сетевого напряжения для нормальной работы некоторых бытовых приборов, например, холодильников, может потребоваться их включение через маломощный локальный стабилизатор.

Схема включения однофазного стабилизатора в силовой щит

схематический рисунок включения в щит

Подключение локального устройства обычно затруднений не вызывает.

Другое дело — установка мощного стабилизатора для питания всего дома.

  • Для уменьшения длины соединительных проводников его следует разместить рядом с силовым щитом.
  • В разрыв фазного провода, идущего от счетчика к автоматическим предохранителям, включается стабилизатор: входная клемма — к счетчику, выходная — к автоматам.
  • Клемма, обозначенная нулевой, соединяется с соответствующей колодкой в щитке.
Металлический корпус прибора должен быть обязательно заземлен. Если в силовом щите нет отдельной шины заземления, то производится зануление корпуса стабилизатора с нулевым вводом щитка.

На что обратить внимание при выборе

Выбирая стабилизатор для дома, стоит рассмотреть некоторые дополнительные условия:

Стабилизаторы с ИБП

«Бесперебойники» — ИБП служат для защиты офисной техники от кратковременных пропаданий сетевого питания, а при полном его отключении они дают возможность штатного завершения работы. На рынке существуют модели таких устройств со встроенным стабилизатором, дающим дополнительную защиту от колебаний сетевого питания.

Расчет мощности

1. Произвести измерения значений напряжения сети в течение суток, чтобы найти величины отклонений. Для минимального его значения находится коэффициент понижения мощности по графику:
график для расчета мощности

Например, для нижнего предела в 170 В: коэффициент — 0,75.

2. Затем нужно найти суммарную мощность потребителей энергии. Если они содержат электродвигатели (холодильники, кондиционеры, насосы), значение их мощности следует разделить на 0,7 либо на cos (φ), когда оно указано в паспорте.

Для примера:

Электробойлер: 3 кВт + холодильник: 300 Вт / 0,7 + электролампочки: 5 * 60 Вт ≈ 3,75 кВт.

Разделив это значение на коэффициент мощности, получим 3,75 / 0.75 = 5 кВт.

Цена

Стоимость стабилизаторов зависит от их выходной мощности и сложности схемы регулирования. Делая выбор для домашнего применения, следует тщательно взвесить необходимость использования дорогостоящего стационарного устройства против подключения через дешевые локальные приборы нескольких отдельных потребителей, критичных к стабильности электросети.

Изучив рынок, можно вывести определенную закономерность: каждый дополнительный кВт выходной мощности дает в общем случае прибавку примерно в 1,5 тыс. к базовой цене 500‑ваттного прибора в 4 тыс. р.

Уровень шума

Как было сказано, повышенным уровнем шума обладают релейные и феррорезонансные устройства. У электромеханических он менее заметен, а у любых электронных не имеется вовсе.

Необходимость применения в доме того или иного типа стабилизаторов для электросети определяется ее стабильностью, требованиями защиты дорогостоящего оборудования и целесообразностью дополнительных расходов семейного бюджета.

2 комментария

Нажмите, чтобы оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.

  • Я себе электронный взял. Работает уже более года. Пока что из строя не выходил.

  • Взял самый дешевый в магазине. Пока что проблем с ним не было.