Бытовые стабилизаторы напряжения: разновидности и советы по выбору подходящей модели для квартиры

Стабильное напряжение — необходимое условие правильной работы электроприборов. Отклонение от нормы свыше допустимых пределов дорого обходятся владельцу — требуется платить за ремонт, а то и покупать новое изделие. Обезопасит от неприятностей стабилизатор напряжения для квартиры.

Предназначение

Большинство однофазных электроприборов (98%) рассчитано на напряжение в 220 В, с отклонением не более 10% в обе стороны. То есть, приемлемым считается диапазон от 198 до 244 В.

Колебания в этих пределах допускаются ГОСТом, и вреда потребителям не приносят. Но у поставщика электричества далеко не всегда имеется физическая возможность удержаться в указанном диапазоне.

Дает о себе знать устаревшее оборудование в сочетании с резко возросшим энергопотреблением. В результате отклонения превышают 10%-й порог и это способно привести к сбоям в работе электроприборов или их поломкам.

Стабилизатор — это преобразователь напряжения с платой управления. Последняя отслеживает напряжения в сети и устанавливает необходимый коэффициент преобразования в зависимости от текущей величины отклонения.

Как правильно выбирать?

Наибольшая необходимость в применении стабилизатора наблюдается в сельских населенных пунктах, сказываются сразу несколько факторов:

• использование устаревшего оборудования на подстанциях;
• удаленность потребителей;
• высокий уровень энергопотребления: работают насосы, электрокотлы, станки в домашних мастерских, сварочное оборудование.

Для правильного подбора стабилизатора, прежде всего требуется определить максимальное отклонение напряжения в электросети.

Для этого его измеряют вольтметром или мультиметром на протяжении нескольких дней. Замеры необходимы как в часы пиковой нагрузки (утром и вечером), так и в периоды минимального потребления энергии.

По характеру перепадов, напряжения сети делят на два вида:

1. низковольтные. Отклонения свыше 10% наблюдаются только в меньшую сторону. Это самый распространенный случай. Такие просадки пожарами не грозят, потому энергослужбы данную проблему из-за отсутствия средств зачастую игнорируют. Поможет самый простой и дешевый стабилизатор — повышающий (он же вольтодобавочный или компенсационный);
2. амплитудные. Напряжение скачет в обе стороны. Повышение сверхдопустимого происходит так: поставщик, желая компенсировать просадки, увеличивает напряжение в сети, и когда потребительская нагрузка упадет, оно оказывается повышенным. Если верхнее значение превышает 250В, ответственную службу следует проинформировать: такое напряжение пожароопасно и на жалобу незамедлительно отреагируют.

Абоненту амплитудной сети нужен более дорогой широкодиапазонный стабилизатор, преобразующий напряжение в обе стороны.

Выбирают стабилизатор по характеристикам:

• точность;
• рабочий диапазон: разбег значений напряжения, при котором прибор способен выдать электричество с заданной точностью (за пределами обозначенных границ устройство обесточивает цепь);
• время срабатывания;
• мощность.

Типы стабилизаторов напряжения

Итак, стабилизаторы делятся на две большие группы:

1. повышающие;
2. широкодиапазонные.

Если напряжение только проседает, повышающий или вольтодобавочный прибор предпочтителен, поскольку:

• стоит намного дешевле широкодиапазонного;
• дешев в ремонте: все компоненты установлены по отдельности и потому доступны (дискретная сборка), тогда как у широкодиапазонного часто радиодетали запаяны в корпус (моноблок);
• имеются все необходимые функции: байпас (подключение в обход трансформатора, экономящее электричество), автоматическое обесточивание при скачке напряжения свыше 10% (244 В).

Широкодиапазонные регуляторы бывают электромеханическими, релейными и тиристорными (симисторными).

Электромеханические (латерные или сервоприводные)

Вдоль вторичной обмотки автотрансформатора перемещается графитовый ролик-токосъемник. От его положения зависит число задействованных витков, а значит и коэффициент трансформации.

Достоинства:

• низкая стоимость;
• высокая точность регулировки — 1%-3%;
• широкий рабочий диапазон.

Недостатки:

• значительное время срабатывания: 50 мс;
• искрение;
• необходимость регулярного обслуживания: требуется очищать токосъемник от пыли, иначе из-за искрения он воспламенится;
• шумная работа (жужжит моторчик);
• потеря 50% мощности в режиме стабилизации: вместо заявленных в характеристиках, к примеру, 5 кВА прибор «вытянет» только 2,5 кВА;
• недолговечность и низкая надежность: объясняется наличием сложного механического узла — сервопривода;
• большие размеры и вес.

Релейные

Во вторичной обмотке имеется несколько выводов, разделяющих ее на 5–7 секций. Подключая то или иное число секций, плата управления задействует разное количество витков и этим меняет коэффициент трансформации. Ключами, то есть устройствами для соединения контактов, выступают электромеханические реле.

Достоинства:

• малое время регулирования: 10–20 мс;
• простая схема;
• отсутствие искажений синусоидальности, шумов, радиопомех;
• устойчивость к перегрузкам;
• небольшие размеры: приборы не нуждаются в охлаждении, потому не комплектуются радиаторами и вентиляторами;
• малый вес;
• широкий рабочий диапазон;
• значительный ресурс;
• способность работать при отрицательной температуре.

Недостатки:

• ступенчатая регулировка напряжения: из-за этого уступают в точности сервоприводным (5%–10%);
• шумная работа: при срабатывании реле издают щелчки;
• наличие движущихся элементов: важно выбрать модель с качественными реле, иначе надежность его окажется низкой.

Симисторные (тиристорные)

Устроены аналогично релейным, только ключами выступают симисторы (разновидность тиристоров, имеющая симметричную структуру).

Имеют преимущества:

• малые размеры полупроводниковых ключей позволяют увеличить число секций вторичной обмотки автотрансформатора (12 ступеней), а значит повысить точность прибора до 2,5%–7%;
• ключи переключаются бесшумно.

Период регулирования — такой же, как у современных реле: 10–20 мс.

Но есть существенные недостатки:

• высокая стоимость;
• дорогой и трудоемкий ремонт (сложная схема);
• искажение синусоидальности, радиопомехи;
• неустойчивость к перегрузкам;
• большие габариты и шум вентилятора (из-за интенсивного нагрева требуется активное охлаждение).

Из-за неустойчивости симисторов к перегрузкам, стабилизаторы этого типа в случае превышения номинального тока и напряжения — просто отключаются, тогда, как релейные модели кратковременные перегрузки легко выдерживают.

Существует еще две разновидности стабилизаторов переменного тока, но в квартирах они не применяются:

1. инверторные. Инвертор — устройство с ключевыми транзисторами и микропроцессором, осуществляющее цифровую обработку тока. Корректирует не только напряжение, но и частоту. На выходе дает высочайшую точность — до 1%. Стоят такие аппараты очень дорого и применяются для питания специального оборудования;
2. феррорезонансные. Устаревшая разновидность, теперь почти не используется. Достоинств нет, только недостатки: шумность, помехи, искажение синусоидальности, узкий рабочий диапазон, неспособность работать с нагрузкой ниже 80% номинальной и т.д.

Критерии выбора

При плавных колебаниях напряжения, к примеру, сезонных, разумно приобрести электромеханический стабилизатор. Если значительные колебания наблюдаются в течение суток, лучший выбор — релейные стабы. Их точности вполне достаточно для 98% оборудования.

Симисторы малонадежны, горят, дают помехи. Для компенсации последних, схему приходится усложнять, отчего надежность снижается еще больше. При этом повышенная точность, обеспечиваемая симисторными стабами, требуется только в редких случаях.

Стабилизатор не защищает от низко- и высокочастотных помех. Потому в случае некорректной работы сети по причине подключения к линии, например, мощного строительного оборудования — следует приобрести фильтр. Для конкретной квартиры прибор выбирают по ряду важных критериев.

По мощности

Мощность стабилизаторов указывается в вольт-амперах (ВА). Она должна перекрывать нужды всех подключенных потребителей. При подсчете нужно учитывать пусковые токи потребителей с двигателями, превышающие в 2–8 раз номинальный ток.

При помощи ВА выражают полную мощность, тогда как ваттами (Вт) — активную на выходе (для потребителей с двигателями и трансформаторами).

Чтобы определить полную потребляемую мощность, скажем, холодильника, следует мощность его двигателя, указанную в характеристиках в Вт, разделить на КПД и затем еще на cosϕ (также указывается в характеристиках).

К нагревательным приборам вроде утюга и чайника это не относится — заявленная в характеристиках мощность является полной. Но они и в стабилизации не нуждаются.

По точности и диапазону

Рабочий диапазон следует выбирать соответственно глубине перепадов напряжения. Брать прибор с заведомо большим диапазоном, то есть с запасом, нет смысла, так как расширение диапазона отрицательно сказывается на точности. Для работы почти всех приборов достаточно точности в +/- 10%. Более высокую требует, в основном, лабораторное оборудование.

Производители

Наиболее качественную продукцию предлагают российские заводы. Стабилизаторы китайского производства приобретать не советуют, поскольку их ради удешевления зачастую делают недобросовестно: изготавливают сердечники из низкокачественной стали, неровно наматывают провод в обмотках (резко возрастает вероятность пробоя). Реле и токосъемники имеют малый ресурс.

Обзор популярных моделей

Хорошими отзывами пользуются марки:

1. Норма М. Особенность: переключается между обмотками без обрыва фаз (напряжение не падает до нуля);
2. СНС 10000 РИ. Компактный, тихий, крепление — настенное;
3. Rucelf SRW II-12000-L. Надежный релейный стабилизатор с точностью 8%;
4. SVEN AVR 500. Компактный стабилизатор для маломощной техники (500 ВА);
5. Powercom TCA-1200. Недорогой качественный стабилизатор с точностью 9%.

Советы по выбору

Заслуживают внимания такие аспекты:

1. байпас. При нормальном напряжении подает питание в обход трансформатора, отчего уменьшаются затраты энергии;
2. Фазность. Для 3-фазной сети дешевле приобрести 3 однофазных, чем один трехфазный. Но последний необходим, если подключаются трехфазные потребители;
3. автоматическое повторное включение. С этой функцией, отключившийся из-за чрезмерного отклонения напряжения стабилизатор (выход за пределы рабочего диапазона), после нормализации параметров включается автоматически.

Видео по теме

Какой стабилизатор напряжения выбрать для квартиры? Ответ в видео:

В мощных стабилизаторах, рассчитанных на несколько потребителей, в основном нуждаются жители загородной местности. В городских квартирах напряжение обычно в пределах нормы и его всплески наблюдаются относительно редко.

В этом случае чувствительные к перегрузкам приборы (холодильник, электронная плата газового котла) достаточно подключить через небольшой индивидуальный приборчик — реле защиты.  Оно на короткое время отключает питание при скачке напряжения свыше 244 В.