Стабілізатор мережевої напруги: призначення, типи, рекомендації по вибору і встановленню!

В наш час людина уже не уявляє як можна жити без електроенергії, яка забезпечує живлення всій побутовій техніці, що нам так необхідна для комфортного проживання. Тому стабільне електропостачання є дуже важливим. Багато хто думає що напруга в розетці є завжди 220 В, але це не так, в зв’язку зношеності, моральному і фізичному старіння розподільчих підстанцій, електроліній, підключеню великої кількость електроспоживачів на яких не розрахована електролінія, напруга в мережі постійно коливається… хто далеко від трансформаторної підстанції в нього напруга занижена, хтось близько підключений  то завищена, а там де перевантажена лінія, то в один час 220 В, а наприклад ввечері коли включається велика кількість техніки буває 170 В, такі коливання можуть вивисти з ладу нашу техніку в домі. Надіятися на швидке вирішення проблем електроживлення від обленерго зазвичай марно…

Тому в таких випадках вихід один встановити стабілізатор напруги.

І так що таке стабілізатор і чим він корисний….

Стабілізатор мережевої напруги - це прилад, який автоматично підтримує напругу на виході на рівні 220 В, з певною похибкою (наприклад ±4% в залежності від моделі), при значних коливаннях напруги на вході стабілізатора (наприклад 140-260 В)

Його використовують для покращення електроживлення підключеному електрообладнанню, та захисту від пониженої-завищеної напруги, різких коливань напруги, різноманітних високочастотних та імпульсних завад, а також від перевантаження та короткого замикання.

Використання стабілізаторів напруги дозволяє продовжити термін служби устаткування і захистити його від аварійних ситуацій в мережі. Особливо виправдане застосування стабілізаторів напруги в заміських селищах, де мережева напруга найчастіше відчуває значні коливання.

Самостійно вибрати подібне обладнання досить складно, в силу того, що потрібні певні знання в галузі електротехніки.

В інтернеті є велика кількість різних стабілізаторів від сотень гривень і до десятків тисяч. Від чого залежить ціна, або типи стабілізаторів.

За принципом роботи стабілізаторів, які поширені на ринку України можна  поділити на декілька типів це:

• Релейні;
• Сервоприводні(електромеханічні);
• Електронні(на симіторних чи тиристорних ключах);
• Подвійним перетворенням(On-line):

Релейні cтабілізатори — вони прості конструктивно, дешеві, не спотворюють синусоїду вихідної напруги, мають цифрову або аналогову індикацію;

У релейному стабілізаторі є автотрансформатор який має понижаючі  і повишаючі обмотки, які перемикаються за допомогою електромеханічних реле. Стабілізатори даного типу мають ступінчасте регулювання вихідної напруги. Тобто він додає або віднімає напругу, при потребі на певну кількість вольт( наприклад ±15 В).

Перевагами є хороші показники швидкодії, при цьому стабілізатори даного типу залишаються відносно найдешевшим порівняно з іншими типами.  

Недоліками є ступеневе регулювання вихідної напруги (можлива зміна яскравості ламп розжарювання, при переключені обмоток), недостатньо висока надійність — з часом підгорають контакти реле. Приблизний термін служби 3-7 років, залежить від частоти коливання напруги в мережі, чим частіші стрибки, тим термін служби менший...

Стабілізатори даного типу представлені продукцією як зарубіжних компаній так і  українськими, це львівської компанії ЛВТ (ТМ АСН), одеської «Вольт», російських тм «Стабік» і «Руселф», китайської «Люксеон» і інші.

- Сервопривідні стабілізатори — точно підтримують вихідну напругу, плавно її регулюють, у них хороша здатність до перевантажень, вартість їх порівняно не велика.

У сервопривідному стабілізаторі — повзунок (схожий на авто трамблер), керований мініатюрним електродвигуном пересуває по колу струмознімні щітки і по черзі перемикає витки вторинної обмотки трансформатора.

Перевагами є плавне регулювання напруги, точна стабілізація вихідної напруги (1,5-3%), недорога собівартість.

Недоліками є низька швидкодія — не встигає відпрацьовувати швидкі скачки напруги, з усіма витікаючими звідси наслідками, відносно невисока надійність, що обумовлено в першу чергу — зносом механічних деталей з часом.

 Представлені продукцією в основному зарубіжних (китайських) виробників під різними торговими марками: «Елім Україна» «Luxеon», «Kebo»  і ін.

- Симісторні стабілізатори — володіють дуже високою швидкодією, у них немає частин, що механічно зношуються, тому вони вважаються дуже надійними.

В симісторному або тиристорному ступеневому стабілізаторі принцип роботи похожий як в релейного, тільки замість реле використовують симісторні  ключі.

Перевагами є висока швидкодія, практично миттєве спрацьовування (20 ms=0,02 с), висока надійність через відсутність рухомих деталей, великий ресурс роботи 10-20 років.

Недоліками є ступеневе регулювання вихідної напруги, щоб подолати цей недолік збільшують кількість ступеней, що призводить до здорожчення стабілізатора. Досить висока ціна (у порівнянні з іншими типами стабілізаторів).

В Україні випуском таких пристроїв займаються близько десятка компаній з Донецька — «Укртехнологія» (НСН), ТОВ Рета (НОНС), Електромір (Вольтер), Донстаб, із Запоріжжя — ПП Прочан (СНОПТ), Маріуполя — Constanta (СНТТ, СНСО), Мережик, з Одеси — ТОВ Елекс (Герц) і Фантом та інші.

Стабілізатори подвійного перетворення ( як їх ще називають On-Line) — це практично «ідеальні» стабілізатори з широким діапазоном вхідної напруги (100-300)В, безінерційні та досить точні (220В ±2%). Такі стабілізатори позбавляють вихідну напругу від будь-якого впливу зовнішньої мережі, і практично не мають обмежень в сферах застосування. Однак стабілізатори такого типу представлені не великим вибором і є досить дорогими. Доцільно використовувати для сильно чутливої техніки, яка відчуває навіть незначні зміни напруги в мережі.

Підведемо короткий висновок, якщо ви володієте незначним бюджетом, і Вас замучили коливання напруги, то можливо Вам підійде стабілізатор релейного чи сервоприводного типу.

Якщо Ви вирішили придбати надійний і довговічний стабілізатор, тут вихід один симісторний чи тиристорний тип, ціна в середньому від 2500 грн і вище…

Що ж тепер розкажу як стабілізатор підбирати за кількістю фаз, потужністю, точністю стабілізації вихідної напруги, діапазоном вхідної напруги.

1. Перший крок. Однофазний чи трифазний?

 Якщо Ви використовуєте одну фазу то однозначно що стабілізатор має бути однофазний. Якщо заходить три фази і ви використовуєте три, то потрібно три однофазних стабілізатори, на кожну з фаз, або один трифазний. Но якщо у Вас немає трифазних споживачів, то доцільніше ставити три однофазних, так як вони будуть дешевше, і легше в транспортуванні. Якщо у вас є трифазні споживачі які працюють постійно, тоді Вам потрібно трифазний стабілізатор напруги.

1. Другим кроком потрібно вибрати потужність стабілізатора

 Потужність стабілізатора рівна сумарні потужності всіх одночасно підключених пристроїв. Тобто додаємо  потужності приладів які можуть бути одночасно підключені до стабілізатора напруги. Потужність приладів зазначена в їх документації або на шильдиках чи наклейках, та вимірюється у вольт-амперах (ВА, VA), або у Ватах(Вт, W). В чому різниця  між ВА і Вт?  1 ВА = 1 Вт * соsφ. Де соsφ кут зсуву між напругою і струмом в певного пристрою. Для двигунів він приблизно рівний 0,7 для пристроїв обігріву, побутової техніки де немає двигунів змінного струму наближено рівний 1. Тому для більш точного значення бажано перетворювати ВА в Вт, но я просто раджу не забивати собі в даний момент цим голову, ви не інженер вам не обов’язково все знати, якщо ви щось помилитися, це не має призвести до фатальних наслідків. Просто просумуйте потужності всіх можливо одночасно підключені електропристроїв. Це буде мінімальна потужність потрібного стабілізатора, але при умові що напруга 220 В, в мережі і вище.

Так як ви збираєтеся придбати стабілізатор у Вас скоріш за все є проблеми із коливаннями напруги, тому для  вашої електромережі потрібно врахувати і вибрати коефіцієнт падіння потужності стабілізатора при падінні наруги.

Нижче приведена таблиця в які вказано коефіцієнт при певні напрузі, обираємо значення блище для своєї мережі.

Тому бажано поміряти в різний час вхідну напругу, і під мінімальне значення напруги, яке Ви отримали при вимірюванні, взяти відповідне значення коефіцієнта:

Таб 1.

Наприклад в електромережі зі зниженою напругою в 180 В, цей коефіцієнт становитиме 0,8. Тепер сумарне навантаження необхідно розділити на коефіцієнт, отриманий результат складе необхідну мінімальну потужність потрібного стабілізатора.

Наприклад ви нарахували сумарну потужність 6500 ВА / 0,8 = 8125 ВА, наближено вибираємо найблище значення потужності стабілізатора в більшу сторону це 9000 ВА.

Деякі спеціалісти вважають що можна провести розрахунок потужності стабілізатора на весь будинок, дуже простим способом. Струм вхідного автома помножити на 220 Вольт, дане значення буде відповідати потрібні потужності. Наприклад в будинку стоїть автомат на 32 Ампера множимо на 220 Вольт і отримуємо потужність потрібного стабілізатора для нашого прикладу 7000 ВА. В теорії все так має бути, но на практиці чомусь незавжди так є...
Розкажу приклад, дзвонить чоловік, розповідає що є проблеми із "стрибками" напруги в електромережі, тому вирішив придбати хороший стабілізатор. Так як на вводі в будинок встановлений автомат номіналом 25 А, помноживши на 220 В, отримав  потужність 5500 ВА.  Не вдаючись в деталі я запропонував стабілізатор Герц м 16-1/25а, узгодивши всі дрібниці, приїхали встановлювати стабілізатор. Побачивши будинок із середини, мене «застопорило»... Повний «фарш» техніки, це пральна машина, холодильник, кондиціонер, газовий котел, насос, два телевізора, мікрохвильовка, компютер, освітлення, це те що включаєься одночасно, а ще такі пристрої як праска, фен, кавоварка, пилосо, електроінструмент і можливо ще інші. Так все одночасно включатися не буде, но все ж таки не розумію як автомат 25 ампер витримує? Но знаю точно стабілізатора на 5500 ВА, точно буде мало...  Розяснивши ситуацію господарю, прийняли рішення, поставити стабілізатор з потужністю 9000 ВА. Тому вважаю правильним розрахунок потужності потрібного стабілізатора просумуванням всіх підключених пристроїв одночасно, поділивши на коефіцієнт падіння потужності при падінні напруги і це значення буде наближеною потужністю потрібного стабілізатора.

   3. Точність стабілізації

Вибирається відповідно діапазону напруг, які допустимі для живлення устаткування, що захищається стабілізатором напруги. Параметри електроживлення обладнання можна знайти в інструкції з експлуатації. Для звичайних побутових пристроїв достатньо точності 7-10%. Точні вимірювальні прилади і складне медичне обладнання рекомендують використовувати, при відхилені живлячої напруги від норми не більше, як 1-3%.

4.  Діапазон вхідних напруг:

В 99 % достатньо стандартного діапазону вхідних напруг. Но інколи буває, що напруга просідає дуже низько, менше 130 В, чи піднімається до 260-280 В, тому варто підбирати стабілізатор в якого діапазон буде ширше  можливих коливань вхідної напруги.

Правильний вибір стабілізатора напруги — це ще не все. Не якісне встановлення може призвести до збоїв у мережі, тому довірити її краще професійному електрикові, або самому взнати всі нюанси по підключеню.

Стабілізатор має бути встановлений в опалювальному, сухому приміщені без пилу і при відносні вологості не більше 80%.

Інколи клієнти запитують чи можна встановлювати стабілізатор в неопалювальних коридорах, масандрах, гаражах… В посібнику з експлуатації фактично у всіх виробників вказується робочий температурний діапазон 0-40 градусів цельсія. Хоча можливе і виконання в корпусі захищеному від пилу і води, який може встановлюватися на дворі. Але відповідно ціна у такого стабілізатора буде набагато більше стандартного виконання.

Хоча спілкуючись із електриками, іншими дилерами стабілізаторів я взнав що багато хто встановлює стабілізатори  в неопалювальних приміщення. І сам особисто встановив порядка 100 шт. стабілізаторів за минулі два роки, в неопалювальних приміщення, до поки працюють без проблем. Хоча таке рішення приймати потрібно на свій ризик.

Як на мене, при роботі стабілізатор виділяє тепло, яке буде підігрівати його із середини, але якщо відбудеться довготривале відключення електроенергії, компоненти в стабілізаторі при відємних температурах можуть змінити свої властивості, що може спричинити вихід з ладу стабілізатора. Також при різкому перепаді температур може виникнути конденсат на платі управління, що може спричинити коротке замикання і поломку.

Важливо якщо принесли стабілізатор з двору в тепле приміщення дати йому прогрітися до кімнатної температури, щоб теж не спричинити різкої зміни температури і тільки після цього включати.

Ще хочу два слова сказати, про вибір товщини кабеля для використання при підключенні стабілізатора:

На стабілізатор потужністю 5000 ВА, товщина кабелю має відповідати 2,5 квадрата, на стабілізатор 5000-10000 ВА -  6 квадратів, на стабілізатор 10000-20000 ВА  - 10 квадратів.

І щоб кабель реально відповідав дані величині, (наприклад тм «одес-кабель»), а не самий дешевий китайський, де на етикетці пише 6, а насправді за ледве 2,5…

Розкажу ще приклад:

Придбав один чоловік в нас стабілізатор напруги Мережик 14000 ВА, взяв для підключення електрика в лапках «професіонала».

Той нерозуміючи що кабель може не витримати навантаження, взяв для підєднання кабель товщиною 2,5 квадрата, ще й китайського виробництва.

Підключив працює… Але ввечері коли був пік навантаження на мережу, даний кабель перегрівся і ізоляція почала плавитися, почало пахнути горілим. Господар почувши запах, не розібравшись з можливою причиною, подумав щось сталося із стабілізатором, давай дзвонити мені. Приїхавши до нього додому відкривши захисну кришечку, короб в якому був кабель, ми побачили істину причину, ізоляція на кабелі була частково підплавлена. Із за неякісного і надто тонкого кабеля. Замінили кабель на 10 квадратів і все запрацювало без проблем.

Надіюся дана інформація є для Вас корисною і допоможить у вирішені проблем надійного електропостачання.

Якщо у Вас виникли запитання чи пропозиції, сміло можете телефонувати нам за вказаними телефонами!