ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Имя:

E-mail:

Сообщение:

loading


Проблема скачков напряжения

Выбор стабилизатора напряжения.

Сравнение стабилизаторов напряжения по типам.

Проблема скачков сетевого напряжения становится все более актуальной, в связи с увеличением количества используемой электробытовой техники. Сегодня, в отличие от того времени, когда основными электробытовыми приборами являлись телевизор и холодильник, все большее распространение получают более чувствительные к скачкам напряжения приборы, постоянно подключенные к сети.

В связи с тем, что некоторая техника является достаточно дорогостоящей, актуальность защиты электроприборов от пониженного или повышенного напряжения сильно возрастает. В большинстве случаев причиной выхода техники из строя становится повышенное напряжение в сети, т.е. избыток электроэнергии, вызванный ее неравномерным потреблением. Длительная работа при повышенном напряжении ускоряет расход ресурса электроаппаратуры, а значительное превышение нормального уровня напряжения приводит к возможному возгоранию к выходу из строя аппаратуры.

Существует несколько причин возникновения высокого напряжения в сети. Перенапряжение часто возникает в связи с тем, что каждый подключенный к сети переменного напряжения потребитель в момент включения или выключения электроприборов определенным образом влияет на увеличение или уменьшение напряжения и привносит свой небольшой вклад в его дисбаланс.

Если одновременно с Вами 500 человек выключат свои электроприборы, то мы естественно получим некое перенапряжение, но электроприборы все равно продолжат свою работу в нормальном режиме. Но если же одновременно включит/выключит своё оборудование целый завод (например, в начале или в конце рабочего дня), то в этом случае возможность выхода электротехники из строя сильно увеличивается.

Другие распространенные причины возникновения перенапряжений — это обрывы сетевого провода или грозовые разряды вблизи линий электропередач (в связи с этим рекомендуется отключать электробытовую технику во время грозы).

Гораздо реже происходит выход электроприборов из строя по причине не повышенного, а пониженного напряжения. Пониженное напряжение помимо того, что может вывести из строя некоторые электроприборы, также сильно уменьшает срок службы ламп освещения.

На сегодняшний день наиболее действенными способами борьбы со скачками напряжения в сети является использование современных технических средств, таких как стабилизаторы сетевого напряжения и источники бесперебойного питания. Применение электронных или электромеханических стабилизаторов напряжения является обоснованным при наличии дорогостоящей аппаратуры. Если же приходится работать на компьютере или с другим оборудованием, отключение которого является недопустимым (например, в больницах), то необходимо подключение источника бесперебойного питания (ИБП), который не только защитит электроприборы от скачков напряжения, но и позволит продолжить его работу при отключении электроэнергии.

Перед покупкой стабилизатора напряжения у многих возникает вопрос «Какой тип стабилизатора лучше?»

Универсального ответа, как водится, нет. Можно лишь ответить на вопрос какой стабилизатор напряжения подходит именно Вам и для Ваших условий — всё зависит от того для чего вы покупаете стабилизатор (нормализатор) напряжения. Постараемся помочь в правильном выборе стабилизатора напряжения.

Подавляющее большинство стабилизаторов напряжения, представленных в настоящее время на российском рынке, по типу стабилизации напряжения можно разделить на 3 группы: электромеханические, релейные (сюда же отнесем и электронные стабилизаторы) и электромагнитные. Рассмотрим каждый из типов подробнее.

Релейный стабилизатор напряжения

Сейчас этот тип стабилизаторов напряжения можно назвать самым распространенным в России благодаря низкой стоимости.

Релейные стабилизаторы напряжения относятся к классу автотрансформаторных стабилизаторов со ступенчатым регулированием напряжения путем переключения отводов (обмоток) силового автотрансформатора с помощью электромеханических силовых реле. То есть повышение/понижение напряжения на выходе стабилизатора идет параллельно повышению/понижению напряжения на входе стабилизатора.

Согласно ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения» продаваемое в России бытовое электрооборудование должно работать при напряжении 220В±10%. Например, если входное напряжение составляет 190В, то на выходе стабилизатор будет выдавать 228В, при повышении входного напряжения на 5В — на выходе будет 233В (идет параллельно с входным), однако при дальнейшем повышении U входного до 200В, произойдет переключение обмотки стабилизатора и на выходе будет уже 218В. При падении напряжения на входе принцип действия аналогичен, но стоит отметить, что, например, при повышении входного напряжения до 210В, на выходе будет 230В, а при понижении Uвходного до 210В — на выходе из стабилизатора будет 210В. Такова особенность данного типа стабилизаторов напряжения.

Принцип регулирования напряжения ступенчатых стабилизаторов

Из вышесказанного можно также сделать вывод, что релейный стабилизатор напряжения не может постоянно на выходе показывать напряжение ровно 220В.

Если стабилизатор постоянно показывает на дисплее выходное напряжение «220» (а такое встречается у некоторых дешевых и низкокачественных марок), то стоит задуматься — а действительно ли оно 220В или просто светодиоды у дисплея выложены в форме цифры «220» (для снижения себестоимости) и он в принципе не может показывать другое число…

Стоит отметить, что точность стабилизации напряжения на выходе зависит от количества ступеней (ключей) автотрансформатора — чем больше обмоток у вольтодобавочного трансформатора, тем точнее напряжение на выходе, но тем и выше цена стабилизатора.

Одним из главных достоинств релейного стабилизатора является высокая скорость стабилизации напряжения — производители заявляют о времени стабилизации от 20 мс, однако в реальной эксплуатации это время составляет порядка 0,1-0,15 секунды и как правило не зависит от величины скачка напряжения (при точности стабилизации 8% скорость составляет более 250В/сек, при точности стабилизации в 5% — около 180 В/сек).

Также же к достоинствам данного типа стабилизаторов относятся:

Главным же недостатком релейного (как и электронного) стабилизатора можно назвать как раз ступенчатый способ стабилизации. Если использовать данный стабилизатор, например, на всю квартиру или коттедж, то, при точности выходного напряжения более 2%, в светильниках с лампами накаливания (к которым относятся и галогенные лампы) будет заметно резкое изменение накала лампы (освещенности) при переключениях обмоток стабилизатора (то есть при отработке просадок и всплесков напряжения).

К недостаткам же стоит отнести и то, что чем более точен стабилизатор на выходе, тем меньше скорость стабилизации напряжения, так как чем точнее стабилизатор, тем больше в нем обмоток трансформатора, следовательно большее количество ступеней (реле) нужно будет переключить прежде, чем всплеск напряжения будет отработан.

Релейный стабилизатор напряжения рекомендуется выбирать с запасом по мощности 20-30%, особенно это актуально для дешевых марок, у которых номинальная мощность часто бывает завышена.

Большинство продаваемых в России стабилизаторов релейного типа производятся в Китае, хотя некоторые и утверждают, что их стабилизаторы произведены в Европе или Прибалтике. Но при этом продавцы не могут ответить на вопрос, почему такие «европейские» стабилизаторы стоят дешевле, чем произведенные на крупных китайских предприятиях.

По принципу действия ступенчатые электронные стабилизаторы схожи с релейными, только переключение обмоток автотрансформатора происходит при помощи тиристоров или симисторов. Отсутствие механических деталей и механического износа позволяют продлить срок службы стабилизатора, что позволяет давать на изделия бoльшую гарантию. В целом, плюсы и минусы релейных и электронных ступенчатых стабилизаторов напряжения совпадают. Точно так же точность стабилизации напряжения на выходе зависит от количества обмоток трансформатора, но чем больше этих ступеней, тем ниже скорость отработки скачков напряжения.

Однако у электронных стабилизаторов ниже перегрузочная способность (порядка 20-40% в течение нескольких секунд) и бoльшая чувствительность к помехам сети. Из-за того, что в электронных стабилизаторах используются полупроводниковые элементы, усложняется конструкция и, как следствие, повышается стоимость.

Электромеханический стабилизатор напряжения

Электромеханический стабилизатор напряжения переменного тока представляет собой вольтодобавочный трансформатор напряжения, автоматическое регулирование которого осуществляется с помощью поворотного щеточного контакта, оснащенного сервоприводом — автоматически управляемым электромеханическим приводом.

Автотрансформатор с щеточным узлом электромеханического стабилизатора напряжения

Характеристики вольтодобавочного трансформатора, через который подается компенсирующая мощность, и параметры щеточного узла электромеханического стабилизатора (например, одна или две щётки) определяют основные эксплуатационные характеристики (в том числе и скорость отработки просадок и всплесков напряжения).

Однофазные электромеханические стабилизаторы мощностью до 3000ВА (вольтампер) имеют, как правило, один автротрансформатор и один щеточный узел (двухщеточные стабилизаторы не нашли широкого применения из-за более высокой цены), модели мощностью 5-10кВА обычно еще оснащаются и вольтодобавочным трансформатором. Мощные однофазные электромеханические стабилизаторы могут быть с двумя или тремя трансформаторами. Трехфазный стабилизатор напряжения конструктивно представляет собой три однофазных стабилизатора с общей защитной электроникой.

Самым главным преимуществом стабилизаторов электромеханического типа является плавность регулировки напряжения и высокая точность стабилизации при относительно низкой стоимости.

Принцип регулирования напряжения электромеханических стабилизаторов

К плюсам данных стабилизаторов напряжения так же относятся:

Главным же недостатком электромеханических стабилизаторов является наличие движущихся частей. Наличие скользящего контакта между графитовой щеткой и катушкой автотрансформатора — в зависимости от частоты перепадов напряжения щетки потребуют замены через 3-7 лет (правда, данная операция в большинстве случаев является простой и недорогой). А примерно через 5-10 лет вследствие механического износа может потребоваться ремонт или замена сервопривода щетки.

Так же минусами данных стабилизаторов можно назвать еще:

Электродинамический стабилизатор напряжения можно назвать одной из разновидностей электромеханического стабилизатора.

Электродинамические стабилизаторы лишены некоторых недостатков обычных электродинамических сервоприводных стабилизаторов. Они более надежны, так как вместо графитовой щетки используется ролик, который практически не изнашивается, нормально работать они могут уже при температурах выше -15?С. Перегрузочная способность такого стабилизатора составляет 200% в течении 2 минут. Однако, всё это увеличивает и стоимость.

Электромагнитный стабилизатор напряжения

Другое название данного типа — стабилизатор напряжения с подмагничиванием трансформатора, так как регулирование напряжение на выходе происходит за счет регулировки магнитных потоков в сердечнике трансформатора, то есть местного подмагничивания.

Конструктивно автотрансформатор такого типа стабилизатора имеет магнитопровод и систему обмоток, которые меняют коэффициент трансформации напряжения.

Подмагничивание автотрансформатора регулируется с помощью полупроводникового тиристорного регулятора.

Основными плюсами такого типа являются быстрая скорость стабилизации (более 100В в секунду) и теоретически широкий температурный рабочий диапазон (-40..+50?С). А при отсутствии перегрузок электромагнитный стабилизатор имеет большой срок службы.

Но у данного типа минусы скорее перевешивают плюсы:

Феррорезонансный стабилизатор напряжения

Принцип действия основан на использовании эффекта магниторезонанса (феррорезонанса) напряжения в контуре трансформатор-конденсатор.

Феррорезонансный стабилизатор состоит из дросселя с насыщенным сердечником, дросселя с ненасыщаемым сердечником (имеющим магнитный зазор) и конденсатора.

Особенность вольтамперной характеристики насыщенного дросселя в том, что напряжение на нём мало изменяется при изменении тока через него. Подбором параметров дросселей и конденсаторов обеспечивалась стабилизация напряжения при изменении входного напряжения в достаточно широких пределах, но незначительное отклонение частоты питающей сети очень сильно влияло на характеристики стабилизатора.

Данный тип стабилизаторов был разработан в 60-х гг прошлого века и в настоящее время практически уже не используется. Зато они были распространены во времена СССР. Через бытовые магниторезонансные стабилизаторы обычно подключали телевизоры, так как в первых моделях телевизоров применялись сетевые блоки питания с линейными стабилизаторами напряжения (а в некоторые цепи и вовсе питались нестабилизированным напряжением), которые не всегда справлялись с колебаниями напряжения сети, особенно в сельской местности, что требовало предварительной стабилизации напряжения. С появлением телевизоров с импульсными блоками питания, необходимость в дополнительной стабилизации напряжения сети отпала.

Достоинством феррорезонансного стабилизатора является высокая точность поддержания выходного напряжения на уровне 1-3%. Но повышенный уровень шума и зависимость качества стабилизации от величины нагрузки делают некомфортным его использование в быту.

Современные феррорезонансные стабилизаторы лишены этих недостатков, но стоимость их высока, поэтому они широкого распространения в качестве бытовых не получили.

С сайта http://electromirbel.ru/skachki_setevogo_napryaz

скачки напряжения, защита

15.03.2011, 2884 просмотра.