Стабилизатор напряжения 220 В для дачи какой выбрать
Практически невозможно представить жизнь современного человека без использования им электроэнергии. Благо, линии электропередач в наше время протянулись, наверное, к каждому населенному пункту, включая и загородные дачные поселки. Но вот только качество подаваемой электроэнергии, выражающееся в стабильности напряжения и частоты, пока еще оставляет желать лучшего – многие потребители, увы, встречаются с перепадами этих параметров с пугающей регулярностью.
Стабилизатор напряжения 220 В для дачи какой выбрать
А вот большинство современной электромеханической или электронной бытовой техники таких перепадов очень не любит. Они приводят к некорректной работе устройств, к быстрому износу, а нередко – и, вообще, к мгновенному выходу из строя, иногда даже сопровождающимся созданием пожароопасной ситуации. Выход один – защищать свое имущество от подобных явлений установкой специальных приборов. Это могут быть реле контроля или стабилизатор напряжения 220 В для дачи какой выбрать для конкретного случая – будет рассмотрено в настоящей публикации.
Причины нестабильного напряжения и его опасность
Содержание статьи
- 1 Причины нестабильного напряжения и его опасность
- 2 Вариант решения – реле контроля напряжения
- 2.1 Устройство, принцип работы и схемы подключения реле напряжения
- 2.2 Видео: надежное реле напряжения Зубр D25
- 3 Кардинальное решение вопроса – установка стабилизатора напряжения
- 3.1 Устройство и принцип работы стабилизаторов напряжения
- 3.2 Что оценивается при выборе стабилизатора напряжения?
- 3.3 Видео: Обзор моделей стабилизаторов напряжения «Ресанта»
На первый взгляд, складывается парадоксальная ситуация – развитие техники стремительно идет вперед, а проблемы со стабильностью напряжения питания не только не уходят в прошлое, а, наоборот, даже множатся. Но если вдуматься, то это объясняется достаточно просто.
К сожалению, приходится констатировать, что развитие новых или совершенствование старых линий электропередач существенно отстает от прогресса. По большей части, особенно в «периферийных» условиях, подача энергии осуществляется по тем же ЛЭП, которые когда-то возводились с учетом имеющихся тогда реалий. А если вспомнить, то в среднестатистической советской семье «аппаратное наполнение» ограничивалось холодильником, включаемым по вечерам телевизором, утюгом. Одним словом, потребление семьи лежало в пределах 2?3 кВт. Если сравнить с современной картиной, когда быт человека перенасыщен электротехникой, становится понятно, что старым сетям справиться со столь возросшей нагрузкой – чрезвычайно сложно.
Мало того, старые ЛЭП «дряхлеют» от времени – окисляются контактные соединения, растет количество механических повреждений и т.п. Все это тоже не добавляет стабильности напряжения.
Старые, не рассчитанные на современные нагрузки магистральные и местные ЛЭП – основная причина нестабильности напряжения
В условиях, когда происходит массовое включение бытовой техники, домашнего освещения возможностей линий электропередач может быть недостаточным, что приводит к просаживанию напряжения. Или другой вариант, когда на общей линии вдруг прекратилось потребление с большой нагрузкой (например, закончилась смена на предприятии) – вполне вероятен резкий скачок напряжения выше допустимых параметров.
Изношенность сетей, подстанций, распределительных щитов, халатность обслуживающего персонала нередко приводит к весьма распространенной и катастрофической для незащищенной электротехники ситуации – обрыву (отгоранию) «нулевого» провода. Посмотрите на схему:
Чрезвычайно опасная ситуация – обрыв «нулевого» провода
При нормальном положении вещей каждая фаза со своей нагрузкой связана с общим «нулевым» проводом – корректное состояние напряжения и тока питания. Однако, в момент обрыва «нуля» ток начинает протекать между фазами, переменное напряжение на нагрузке накладывается, и в итоге вместо положенных 220 там может быть все 380?400 В, что, безусловно, приведет к весьма печальным последствиям. Можно будет считать большой «удачей», если все закончится просто сгоранием прибора – нередко такие случаи заканчиваются пожарами.
Печальные последствия резкого перепада напряжения – возгорание стиральной машины с последующим пожаром
К весьма распространенным причинам перепадов можно отнести и «человеческий фактор». Например, недостаточная квалифицированность электриков, обслуживающих местные линии или внутридомовые разводки зачастую приводит к «перекосу фаз» — основная нагрузка ложится на одну, в то время, как другие остаются или совсем не задействованными, или нагруженными в разы меньше.
При таком состоянии «нулевых» проводов до крупной аварии – один шаг
Нередко свою «лепту» вносят и вовсе неграмотные действия хозяев домов и квартир – при проведении мелких самостоятельных ремонтов проводки или при ее неправильной прокладке неопытному человеку ничего не стоит перепутать провода, вызвав встречное наложение фаз, со всеми вытекающими последствиями, причем не только для своего жилья, но часто – и для соседского.
И, наконец, никогда нельзя сбрасывать со счетов стихийные факторы. Это могут быть обледенения проводов, повреждения, вызванные ураганным ветром или падением деревьев, грозовые разряды и т.п. Все это также может привести к скачкам напряжения как в ту, так и в другую сторону.
В результате при пониженном напряжении техника работает некорректно, не выполняет возложенных на нее функций, а довольно часто от этого быстро расходуют свой ресурс и выходят из строя силовые агрегаты, например, компрессоры холодильников или кондиционеров. Блоки питания сложной электронной техники не выдают необходимых фиксированных показателей напряжения, и вся работа подобного делается невозможной, сбиваются «прошитые» или внесенные программы, происходят сбои в модулях управления. При повышенном напряжении, особенно при резких скачках, значительно возрастает вероятность аварий первичных катушек многочисленных трансформаторов, перегрев и выгорание элементов электронных схем, плавление изоляции проводов – и многое другое.
Сложно даже представить, что за прибор это был раньше…
Иными словами, если хозяева действительно заботятся о комфортности проживания и пользования электроприборами, о сохранности не только своей бытовой техники, но и самого жилья, они должны предпринять определенные шаги – установить соответствующее предохранительное и стабилизирующее оборудование.
Вариант решения – реле контроля напряжения
Настоящий, качественный стабилизатор напряжения – достаточно дорогой прибор, и его приобретение действительно должно быть оправданным. Возможно, есть смысл применить гораздо более дешевое, но эффективное решение.
Устройство, принцип работы и схемы подключения реле напряженияНапример, состояние электросетей в населенном пункте поддерживается на должном уровне, и перепады напряжения практически не досаждают жителям – если и случаются, то крайне редко и в небольшой амплитуде. Однако, как уже говорилось, никто не застрахован от каких бы то ни было стихийных проявлений или «человеческого фактора». А сложному оборудованию для выхода из строя даже одного раза может быть вполне достаточно.
В такой ситуации видится вполне оправданным применение более простых приборов – реле контроля напряжения.
При достаточно стабильных параметрах местной электросети часто бывает достаточно установки реле напряжения
Электронная схема этого небольшого по размерам устройства предусмотрена таким образом, что в процессе работы ведется постоянное отслеживание параметров переменного тока. В случае если показатели напряжения выходят за рамки установленного диапазона, реле срабатывает и разрывает эклектическую цепь, и скачок напряжения не способен принести вреда бытовой аппаратуре. После нормализации напряжение реле вновь замкнет цепь, и энергообеспечение будет восстановлено.
Большинство современных реле напряжения имеет возможность самостоятельной установки пользователем верхней и нижней границы допустимого диапазона. То есть, имея информацию о технических параметрах имеющегося в доме оборудования, требовательного к стабильности питания, несложно настроить подобную защиту.
Так как некоторые бытовые приборы (в частности, холодильники или насосы) очень не любят резкой смены цикла работы – включения и выключения, многие реле оснащаются функцией задержки включения на определенный промежуток времени. Этот интервал может быть задан самой схемой реле напряжения, или же устанавливаться пользователем.
Реле контроля с органами управления для пользовательской предустановки порогов срабатывания и задержки включения
Исполнение реле может быть различным. Чаще всего применяются компактные приборы, которые отлично подходят для установки на DIN-рейку распределительного щитка. Такие устройства рассчитаны на достаточно высокие показатели нагрузки.
Если же необходимо обеспечить защитой только какой-то один или несколько бытовых приборов с невысокой нагрузкой, то может применяться устройство, которое просто является своеобразным адаптером, вставляемым в розетку, и имеющим собственную розетку для подключения бытовой техники. Другой вариант – само по себе реле вместе с органами управления скомпоновано в розеточном корпусе. Можно приобрести и модель, оснащенную удлинительным кабелем и колодкой на несколько розеточных гнезд, схожее с обычным сетевым фильтром.
Различные варианты исполнения реле контроля напряжения
Если реле подключается на щитке, то обычно придерживаются следующей схемы:
Примерная схема подключения реле напряжения
L – фаза;
N – «ноль»;
1 – электрический счётчик;
2 – автомат на входе;
3 – реле контроля напряжения;
кN – клемма подключения «нулевого» провода;
кL – клеммы входа и выхода фазы.
Данная схема показывает пример использования одного мощного реле на весь дом. Однако, можно устанавливать такие приборы на выделенные участки внутридомовой сети, оснащенные собственными автоматами – принцип подключения при этом не изменяется.
Реле необходимо правильно подобрать по мощности. Существует правило – если оно устанавливается в цепи с автоматом, то его номинал по току должен быть на шаг выше. Например, если стоит автоматический выключатель на 25 А (5.5 кВт потребляемой мощности), то стоящее в связке с ним реле уже должно иметь номинал 32 А (7 кВт).
Впрочем, слишком перегружать контакты реле большими токами – нежелательно. При больших показателях потребляемой мощности (от 6?7 кВт и выше) лучше включить в цепь электромагнитный контактор. Получается, что реле будет управлять контактором, подавая или прерывая ток на его катушку, а уже он, в свою очередь – обеспечивать прерывание и замыкание цепи нагрузки. Примерная схема подключения показана на иллюстрации:
Пример установки реле напряжения в связке с электромагнитным контактором
4 – электромагнитный контактор;
А1 – клемма фазы управляющего напряжения;
А2 – клемма «ноля» управляющего напряжения;
гк L – группа контактов входа (от одного и более);
гк Т – группа контактов выхода (соответствует контактам входа).
Если в дом подведено трехфазна линия питания, но вся техника в доме использует только однофазное напряжение, то имеет смысл поставить три реле, на каждую фазу отдельно, и равномерно распределить нагрузку между ними. Кстати, при этом можно будет выделить отдельные группы приборов потребления, схожих по требовательности к стабильности напряжения, и задать на реле индивидуальные настройки, например:
1 группа – электронные приборы, требующей высокой стабильности напряжения – мультимедийная аппаратура, компьютеры и т.п. Такое оборудование обычно требует диапазона 200 ? 230 вольт.
2 группа – бытовая техника, оснащенная электроприводами (стиральные машины, холодильники, насосы, кондиционеры и т.п.). Здесь диапазон уже может быть несколько шире – от 190 до 235 вольт, но может потребоваться задержка обратного включения.
3 группа – приборы, малотребовательные к точным параметрам напряжения (резистивный обогрев, освещение и т.п.). Диапазон напряжения можно выставить еще шире, например, 170 ? 250 вольт.
Одна из моделей трехфазного реле контроля напряжения
Существуют, безусловно, реле контроля, предназначенные и специально для трехфазного потребления, но такой вариант будет уместен в том случае, если в доме действительно стоит техника, требующая 380 В (например, кухонная плита или мощная насосная станция). Дело в том, что при скачке напряжения хотя бы на одной фазе, реле обесточит все три – таково его устройство.
Выпускаются и более современные приборы, в которых предусматривается возможность индивидуальной настройки под каждую из трех фаз. Однако чаще получается, что приобрести три компактных однофазных реле средней мощности гораздо выгоднее, чем одно мощное трехфазное.
На каждую фазу предусмотрено свое реле напряжения с индивидуальными настройками
Следует правильно понимать, что реле не стабилизирует напряжения, а только лишь обеспечивает надежную защиту домашней электросети от последствий его скачков или провалов. То есть, повторимся, его необходимо ставить в том случае, если перепады – явление редкое, эпизодическое. А на случай кратковременного экстремального отключения, энергообеспечение необходимой аппаратуры вполне может быть обеспечено установкой блоков бесперебойного питания.
Видео: надежное реле напряжения Зубр D25Кардинальное решение вопроса – установка стабилизатора напряжения
Устройство и принцип работы стабилизаторов напряженияВ том случае, если перепады напряжения не являются редкостью и происходят с «завидной» регулярностью, или же если пониженное или повышенное напряжение в сети чуть ли не является в данном поселке нормой, никак не обойтись без более кардинального решения – установки стабилизатора.
Эти приборы могут также быть компактными, предназначенными для обеспечения стабильного питания одного прибора или небольшой группы, или же представлять собой мощное устройство, способное обслужить всю домашнюю электросеть. Соответственно, стабилизаторы могут быть компактными, переносными (что бывает особенно важно именно для дачных условий, при непостоянном проживании за городом – их несложно возить с собой). Мощные приборы часто предполагают стационарную установку около распределительного щитка, и от них уже прокладываются линии питания к точкам потребления.
Различное конструктивное исполнение стабилизаторов напряжения
По принципу своего действия стабилизаторы можно разделить на три больших группы:
- Релейные стабилизаторы. В них применена трансформаторная схема вторичная обмотка которой имеет множество контуров с различным количеством витков. В зависимости от входного напряжения автоматика осуществляет релейное переключение обмоток для того, чтобы на выходе подавалось стабилизированное напряжение, близкое к нормативному 220 В.
Целая группа релейных ключей обеспечивает быстрое переключение между обмотками трансформатора
Такие стабилизаторы привлекают невысокой, как правило, стоимостью, длительностью безотказной эксплуатации, достаточно «скромными» габаритами, способностью выдерживать перегрузки порядка 110% от номинальной мощности, широким диапазоном регулирования. Однако, присущи им и определенные недостатки. Так, стабилизация происходит нелинейно, ступенчато, что может быт ьдаже заметно, например, на приборах освещения. Количество ступеней регулировки обычно ограничено, поэтому высокой степень стабилизации они не отличаются (обычно в пределах ± 8%). Кроме того, людей с хорошим слухом может раздражать щелканье реле.
Впрочем, такие приборы вполне оправдывают свое предназначение в бытовых условиях и стоимость, поэтому пользуются очень широкой востребованностью.
- Электромеханические стабилизаторы оснащены сервоприводом, который перемещает съемные угольные щетки по кольцевому коллектору, на который выведены контакты обмотки автотрансформатора. Таким образом, меняется количество витков обмотки и, соответственно, выходное напряжение.
Обмотки автотрансформатора и сервопривод электромеханического стабилизатора напряжения
Цену на такие стабилизаторы тоже можно назвать вполне доступной. Точность регулировки у них выше, чем у релейных – порядка ± 2-3%. Однако недостатки – весьма существенны:
- Скорость реакции на перепад напряжения – невысока, может доходить до 1?2 секунд, что при значимых бросках напряжения может стать фатальным для требовательной аппаратуры.
- Наличие вращающихся механизмов и узлов трения существенно снижают эксплуатационный ресурс прибора.
- Работа стабилизатора с сервоприводом сопровождается слышимым шумом.
Впрочем, и такие стабилизаторы востребованы – для недорогой аппаратуры, не слишком требовательной к перепадам напряжения или используемой не столь часто.
- Современные стабилизаторы электронного типа собираются по схемам, в которых роль ключей отводится полупроводниковым приборам – симисторам или тиристорам.
Роль электронных ключей выполняют мощные полупроводниковые симисторы
Такие стабилизаторы отличаются очень высокой скоростью реакции, измеряемой буквально 10?20 миллисекундами. Работа не сопровождается абсолютно никаким шумом. Точность стабилизации лежит в пределах, обычно 1,5%, и зависит от количества ступеней регулирования, которое может быть от 9 до 32 и более.
Приборы такого класса отличаются высокой надежностью и долговечностью. Единственным и=х недостатком, достаточно условным, можно назвать высокую цену.
Для обеспечения высокостабильного напряжения, необходимого для отдельных видов аппаратуры, могут применяться и инверторные стабилизаторы с двойным преобразованием тока – наиболее совершенные из всех.
Что оценивается при выборе стабилизатора напряжения?- Прежде всего, владелец дома должен иметь представление, в каких пределах требуется регулировка напряжения, то есть каково возможное отклонение напряжения в местной сети. Обычно это определяется опытным путем – неоднократным замером напряжения, особенно в часы пиковых нагрузок или, наоборот, максимальной разгруженности сети.
Дело в том, что большинство стабилизаторов имеют собственное контрольное реле, которое отключит прибор, если поступающее напряжение выйдет за границы допустимого диапазона. Порог отключения, верхний и нижний, обязательно указывается в паспорте изделия.
Нередко допустимый диапазон входного напряжения указывается и на лицевой панели стабилизатора
- Следует заранее знать, какой стабилизатор потребуется – однофазный или трехфазный. Здесь подход схож с уже рассмотренным выше (выбор реле напряжения). Бывает выгоднее установить три стабилизатора небольшой мощности на каждую фазу, нежели один большой трехфазный. Но если в доме есть оборудование 380 В – то деваться некуда, только трехфазный.
- Важнейшим параметром является мощность (ватт-амперная характеристика) стабилизатора, то есть его способность выдержать предполагаемую нагрузку.
В этом вопросе необходимо особая внимательность и точный расчет. Проще всего, если домашняя сеть работала устойчиво, ориентироваться на номинал автомата, установленного на входе. Например, если стоит автомат на 32 ампера, то можно приобрести стабилизатор 32 ? 220 = 7040 ВА ? 7000 ВА.
Для примера – стабилизатор напольного размещения мощностью 7000 Вт (ВА)
Однако, иногда подобные значения бывают сильно завышены, что, безусловно, скажется на цене приобретаемого стабилизатора. Кроме того, нередко стабилизацию организуют только для отдельных групп приборов – значит, необходимо уметь рассчитать потребную мощность. Но и здесь важно не совершить ошибки.
Дело в том, что при подсчете мощности многие неопытные пользователи ориентируются только на номинальные показатели используемых приборов. Это справедливо только для техники, в которой используется только активная нагрузка – нагреватели, лампы накаливания, и т.п. Но если бытовые приборы оснащены двигателями или компрессорами, то необходимо принимать в расчет еще и реактивную мощность, которая расходуется на создание условий для работы привода (например, электромагнитных полей). Суммарная мощность в таких приборах может существенно превышать номинальную.
Обычно в техдокументации приборов подобного класса указывается коэффициент мощности — cos ?. Полную мощность при этом можно вычислить по формуле:
Wп = Wн : cos ?
Wн - номинальная мощность прибора.
Есть еще один нюанс. Многие электроприборы в момент включения потребляют пусковой ток, который может значительно превосходить номинальные показатели. Так, при запуске компрессора холодильника или при включении насоса скачок может достигать даже трехкратных значений – это также необходимо учесть при расчете необходимой мощности.
Некоторые поправочные коэффициенты, с учетом cos ? и пускового тока, приведены в таблице ниже:
| Типы бытовых приборов и инструментов | Примерный коректировочный коэффициент к значению номинальной мощности |
|---|---|
| Бытовые приборы и оборудование | |
| Лампы накаливания и энергосберегающие люминесцентные лампы | 1 |
| Электроплиты, электрочайники, утюг | 1 |
| Мультимедийная техника и компьютеры | 1.15 |
| Пылесос | 1.35 |
| Циркуляционные насосы и блоки управления котлов отопления | 1.5 |
| Люминесцентные лампы | 2 |
| Бытовые вентиляторы, кухонные вытяжки | 2 |
| Стиральная и посудомоечная машина | 2.5 |
| Микроволновая печь | 3 |
| Погружные насосы и внешние насосные станции | 3 |
| Кухонная техника – электромясорубки, блендеры и т.п. | 3 |
| Холодильник, кондиционер | 3.5 |
| Электроинструменты | |
| Триммер, электроножницы садовые | 1.2 |
| Электродрель, заточный станок | 1.25 |
| Перфоратор, угло-шлифовальная машина, электроножовка или цепная пила, электрорубанок | 1.5 |
| Бетономешалка | 2 |
| Насос для полива | 2.5 |
| Компрессор электрический | 2.5 |
| Мини-мойка высокого давления | 3 |
| Сварочный инвертор | 3.5 |
Но и это – еще не все. Наверное, всем понятно, что энергия ниоткуда браться не может, то есть при стабилизации сетевого напряжения неизбежны потери мощности. Этот параметр определяется коэффициентом трансформации. Если прибор работает в идеальных условиях, то потерь нет, и коэффициент близок к единице. Но с ростом отклонения напряжения возрастает и коэффициент. Примерные значения отражены в таблице ниже:
| Напряжение на входе в стабилизатор | 130 В | 150 В | 170 В | 190 В | 200 В | 220 В | 230 В | 250 В | 270 В |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Коэффициент трансформации | 1.77 | 1.55 | 1.35 | 1,20 | 1.15 | 1.05 | 1,10 | 1.35 | 1.55 |
Например, расчетная мощность подключаемой к стабилизатору нагрузки получилась 2500 Вт. Наблюдениями установлено, что порог падения напряжения в сети в среднем составляет 170 В. Значит, необходимо умножить 2500 еще и на коэффициент 1,35, что в итоге даст 3375 ВА.
Чтобы упростить читателю самостоятельные расчеты, ниже размещен калькулятор. При внесении данных в него следует указать те электрические приборы и инструменты, которые с большой долей вероятности могут использоваться одновременно. Естественно, здесь необходим разумный подход, чтобы не получить немыслимо высоких значений. Вероятность одновременного использования всех приборов одновременно – невысока, а кроме того, грамотных хозяева могут регулировать применение энергоемкой техники и инструмента так, чтобы не перегружать сеть.
Естественно, что полученное значение округляется в большую сторону под стандартные параметры выпускаемых моделей стабилизаторов.
- Важным параметром выбора является время реакции прибора на изменение сетевого напряжения. Выбор в этом случае зависит от типа оборудования, которое будет включаться в сеть – электронным приборам важно быстрое срабатывание, нагревательные и осветительные приборы в этом плане не столь «капризны».
- Аналогичным образом побирается стабилизатор и по максимальному отклонению от расчетной величины выходного напряжения. Обычно в характеристиках всех бытовых приборов указывается диапазон возможного напряжения, в рамках которого обеспечивается их корректная работа.
- Учитывается место планируемой установки стабилизатора, способ его подключения (стационарного или временного), количество строенных розеток (для мобильных моделей), допустимые условия эксплуатации – диапазон рабочих температур и влажности
- Оценивается дополнительная оснащенность стабилизатора. Это могут быть различные степени защиты от перегрева и короткого замыкания, контрольные реле выключения при выходе из допустимого «коридора» входного напряжения, таймер с предустановкой времени обратного включения и т.п. Удобной опцией всегда является наличие вольтметра, цифрового или стрелочного, показывающего одновременно или поочерёдно значение входного и стабилизированного напряжений.
Стабилизатор с цифровой индикацией режимов работы и текущих параметров сети
Возможна светодиодная или дисплейная индикация других параметров или режимов работы – это существенно упрощает визуальный контроль за функционированием стабилизатора.
- Безусловно, очень важен рейтинг компании-производителя. Покупка стабилизатора – довольно затратное дело, так что не следует приобретать совершенно неведомые модели неизвестных фирм – очень часто заявленные характеристики в подобных приборах весьма далеки от реального положения дел.
Вполне можно доверять продукции марок «Энергия», «Ресанта», «Rucelf», «Uniel», «Voltron». Очень высокую репутацию заслужили стабилизаторы «Штиль» и «Лидер». Широким спросом пользуются приборы IEK, «Luxeon», «Quattro elementi». Одним словом, выбор всегда очень богатый, и нет никакого смысла рисковать, приобретая «кота в мешке».
Тот самый случай, когда нет никакой нужды искать импортные модели – отечественные ни в чем им не уступают
Ну а вопрос стоимости – это уже личное дело каждого покупателя. Разброс цен – очень велик от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч рублей, и это зависит как от принципа действия, мощности и других эксплуатационных характеристик стабилизатора, так и от компании-изготовителя. Естественно, что чем выше качество и шире возможности прибора, тем больше и его цена.
Но в любом случае покупать столь дорогую технику, тем более – отвечающую за безопасность вашего жилья и имущества, следует исключительно у надежных продавцов, с обязательным получением фирменной гарантии.
Видео: Обзор моделей стабилизаторов напряжения «Ресанта»
