Выбор качественного стабилизатора напряжения играет важную роль в обеспечении бесперебойного и надежного функционирования всей схемы электроснабжения. На данный момент на рынке присутствует огромный ассортимент изделий, основное предназначение которых заключается в защите техники от разнообразных проблем, связанных со сбоями в электросети. Это неполадки могут быть вызваны молниями, кратковременными, но серьезными по последствиям, короткими замыканиями, вызванными человеческим фактором, когда «горе-электрики» по ошибке путают «ноль» с «фазой» и подают в сеть 380В вместо 220В, ситуациями, когда перепады напряжения и прочие неприятности случаются на питающих силовых подстанциях. Вообще, вся система отечественного снабжения отличается высокими передаваемыми мощностями, но низким, по сравнению с заграничными нормами, уровнем надежности. Поэтому, для экономии затрат на эксплуатацию систем как бытового, так и промышленного электроснабжения, необходим серьезный и продуманный подход для обеспечения снижения риска внештатных ситуаций и защиты приборов от перепадов напряжения в сети.
Статья посвящена способам как «для бытовых нужд» грамотно организовать меры по защите системы электроснабжения и выбрать необходимые для этих целей устройств. Именно этот класс потребителей наименее защищен с этой точке зрения. Практически все, что требуется от служб электроснабжения – просто обеспечение подачи стабильного напряжения 220 В на потребителя. Вопрос помехозащищенности и качестве не принимается во внимание.
Почти все жители нашей страны осведомлены, что главная проблема в этой сфере – повышенное или пониженное напряжение в сети. Тому, кто проживает неподалеку от крупных промышленных объектов, кроме того, хорошо известна проблема с ВЧ-помехами в линиях электропитания, вызванными работой РЛС и другого схожего оборудования. С целью борьбы с отличающимся от нужных параметров напряжением в сети применяются различные стабилизаторы напряжения, для защиты от помех использует фильтры. Важную роль имеет и обеспечение «грозозащиты», практически обязательное для частных домов, которые используют недорогую котельную и большое количество потребителей электроэнергии.
Принимая во внимание, что главная проблема котельных это именно "качество электроснабжения", рассмотрим вопрос выбора стабилизатора напряжения именно для этих целей, а также других обязательных компонентов защиты электрооборудования.
Многие пользователи слышали про таких производителей как Штиль, Ресанта, Бастион и некоторых других отечественных и китайских изделиях. Особое место в этом ряду занимает компания БАСТИОН с торговой маркой TEPLOCOM. Изделия этого производителя зарекомендовала себя как качественная и надежная продукция. Все это дает возможность рекомендовать эту технику в качестве основной для организации надежной, но доступной защиты котлов.
Как известно, электрооборудования котельных крайне требовательны и чувствительны к качеству электроснабжения. Многим известны проблемы, связанные с электропитанием котлов производства фирмы BAXI. Они очень разборчивы к качеству питания. Ассортимент производителя Бастион имеет в своем составе изделия, предназначенные для эффективного «лечения» болезни бытого электроснабжения. Продукция TEPLOCOM имеет два основных направления – системы видеонаблюдения и котельное оборудование. Эти типы требует повышенного качества электроснабжения. Кроме стабилизаторов напряжения под торговой маркой Бастион Teplocom выпускаются другие средства защиты системы энергоснабжения – оборудование гальванической развязки, ИБП, которые могут поддержать в рабочем состоянии котельную в течении 24 часов, фильтры высокочастотных помех,средства обеспечения грозозащиты марки «Альбатрос».
Стабилизаторы напряжения TEPLOCOM
Модель стабилизатора фирмы Бастион под маркой TEPLOCOM ST-555 предназначена для работы одного котла выходной мощностью до 400 Вт. Это небольшое устройство, состоящее из релейного блока переключателей и автоматического трансформатора, которые управляются платой электроники. Использование автотрансформатора дает возможность избежать сдвигов питания как по фазе так и по частоте. Обеспечена непрерывная цепь питания, у которой нет разрывов по линии электроснабжения. Среди важных преимуществ стабилизаторов TEPLOCOM необходимо отметить использование в схеме надежной и точной платы электроники с быстросрабатывающим реле, обеспечивающим так называемый "чистый синус".
Этот показатель - "чистый синус" характеризует способность устройства передавать амплитуду электротока без привнесения каких-либо заметных искажений и помех в сеть потребителя с учетом фазности включения.
Обычный на первый взгляд стабилизатор заключает в себе точное электронное устройство, отвечающее всем самым строгим критериям.
Рассмотрим основные преимущества стабилизаторов TEPLOCOM.
Стабилизаторы TEPLOCOM продуктовой линейки ST разделяются на пять основных видов, согласно мощности:
- ST-222;
- ST-555;
- ST-888;
- ST-1300;
- ST-1515.
Определенный шаг мощности между моделями выбран неспроста. Как известно, автотрансформатор согласно конструктивным особенностям и физическим законам, имеет определенную паразитную мощность холостого хода. Причем ,с ростом производительности растет и потребляемая мощность холостого хода. Поэтому с целью снижения затрат на оплату электроэнергии потребителя был разработан ассортимент моделей, чтобы каждый мог сделать оптимальный выбор согласно своего эксплуатируемого электрооборудования.
Например, стабилизатор ST-555 имеет номинальную мощность в 555 ВА – вольт –ампер. Это значение является показателем максимальной мощности, то есть производительность прибора при определенном силе тока и напряжении. Для получения реальной активной мощности следует умножить мощность на коэффициент 0,7.
Таким образом, для модели ST-555 получается 555x0.7=388,5 Вт.
Чтобы получить значение допустимой нагрузки нужно принять во внимание нестабильность линии снабжения, которая учитывается в виде 30% отнимания запаса мощности. Всего номинальная активная нагрузка будет равна 388,5 -388.5x0.3=271Вт. Пиковая же кратковременная нагрузка не учитывает эти 30%. Она равна 388Вт+5%=407 Вт.
Таким образом, модель ST-555 является оптимальным вариантом для газового котла, имеющего внутренний насос и электроклапаны. Обычно средняя мощность таких моделей находится в диапазоне 260-280 Вт.
Все типы котлов, использующихся в быту, имеют в своем составе насосы, электроклапаны, вентиляторы и другие устройств индуктивного типа. Поэтому этот параметр имеет большое значения для выбора конкретной модели стабилизатора. Это связно с фактом, что все современные электродвигатели работают как с «реактивной» так и «активной» компонентой. Следовательно, для обеспечения работы котла требуется стабилизатор, имеющий хороший запас "реактивной» составляющей. Это дает основание практически отбросить устройства, основанные на электронной стабилизации. Это различные линейные преобразователи, тиристоры, симисторы.
Однако, здесь может возникнуть очевидный вопрос: «А почему стабилизаторы «Ресанта», в которых используются автотрансформаторы, не являются оптимальным выбором?». Ответ достаточно прост: «Главное, это реализация схемы стабилизации». Стабилизаторы TEPLOCOM исполняются по схеме автотрансформатора с «псевдо» гальванической развязкой, которой нет у изделий у других производителей. Эта особенность конструкции дает возможность не просто регулировать значение напряжения в большом диапазоне, но также дает возможность корректно соблюдать одновременно гальваническую фазность и симметричность .Таким образом, нулевая линия имеет явную развязку, как бы подключенную к реальному заземлению. Это дает возможность обеспечить малый уровень помех питания на линии питания, а также точность графика синусоиды. Для реализация такой схемы требуется хороший запас «реактивной составляющей» мощности устройства. Внешний вид магнитопроводов автотрансформаторов TEPLOCOM, которые отличаются огромными размерами, сразу подтверждают эти слова.
Хороший запас производительности самого автотрансформатора обеспечивает и значительный диапазон рабочих напряжений, которые имеют отличную синусоиду. При работе магнитопровод способен накапливать большое количество энергии, которая может быть использована при глубоких и длительных просадках напряжения для обеспечения требуемых 220В.
Как результат, продуманная и сбалансированная конструкция вместе с грамотными техническими решениями, примененными при создании стабилизаторов Теплоком ST - серии, позволяют в итоге получить надежное и качественное устройство.
Стабилизаторы TEPLOCOM SCAT серии
Теплоком, кроме ST линии в своем ассортименте продукции имеет еще одну серию стабилизаторов под маркировкой SCAT. Эта линейка в своей основе практически не имеет существенных отличий от изделий ST класса, но оснащена некоторыми доработками и улучшениями. Целевое предназначение стабилизаторов TEPLOCOM SCAT - это использование для обеспечения стабилизации электросети дома или целого объекта. Здесь используется встроенная грозозащита, которая существенно улучшает безопасность оборудования во всем доме. Линейка представлена четырьмя моделями:
- SCAT ST-1515;
- SCAT STM-5000;
- SCAT STM-10000;
- SCAT STM-20000.
Следует обратить внимание, что в этот модельный ряд входят изделия, входящие как в линию ST так и в линию STM, имеющими значительные отличия. Стабилизатор ST представляет собой релейный стабилизатор, STM же – полупроводниковый. В этом типе стабилизатов вместо привычных реле используются так называемые "симисторные ключи", что в результате дает изделия, схожие по функциям с ЛАТР, оснащенные электронным ползунком. Применение «симисторов» накладывает некоторые ограничения на использование таких устройств.
Главная сфера использования моделей STM это именно бытовая электроника. Подключение нагрузки активно-индуктивной типа к ним крайне нежелательно. Их можно использовать в качестве входный стабилизаторов напряжения большой мощности. При монтаже следует помнить о необходимости заземления нулевого выхода устройства.
Источники бесперебойного питания Теплоком
Кроме стабилизаторов компания «Бастион» выпускает интересную линейку источников бесперебойного питания, предназначенных для применения в котельных, а также системах видеонаблюдения. Такие изделия являются отличным решением для обеспечения непрерывной работы любой котельной, которая использует в виде топлива практически все виды энергоресурсов, за исключением электричества. Они представляет собой своеобразный синтез стабилизаторов напряжения ST серии и классических UPS.
Подобная конструкция дает возможность создать универсальное устройство, выдерживающее значительные перегрузки и обеспечивающее стабильное выходное напряжения на протяжении значительного времени. Применение в изделии автотрансформатора дает возможность подключать к таким устройствам различные типы нагрузок - как электронные, так и индуктивные – насосы и электродвигатели.
Запас по перегрузочной способности UPS TEPLOCOM дает возможность выдерживать значительные пусковые токи.
Модель TEPLOCOM-1000 D представляет собой On-LINE ИБП. На практике это значит, что у пользователя всегда имеется на выходе стабильное напряжение 220 В +-3%. В этих устройствах предусмотрена возможность применения обычных автомобильных аккумуляторов, что существенно расширяет удобство использование этих UPS. После установки такого устройства можно не бояться за внезапное обесточивание котельной. В критическую минуту для питания котла можно будет использовать даже обычный аккумулятор от автомобиля. Это также является важным положительным моментов этих «бесперебойников».
Практически все дизельные и бензиновые генераторы обладают свойством создавать большое количество помех в амплитуде и синусоиде выдаваемого напряжения. Эти всплески могут привести к выводу из строя точного и чувствительного электрооборудования котельной. В этой ситуации могут помочь также стабилизаторы напряжения.
Однако, устройство TEPLOCOM-1000 D отлично справляется с подобной задачей. Кроме того, это устройство снабжено встроенной грозозащитой с фильтром помех. В схеме TEPLOCOM-1000 используется производительный преобразователь высокой дискретности. Он способен создавать синусоиды практически идеальной формы.
Способы борьбы с некачественным электроснабжением
Текущий век стал по-настоящему требовательным к энергосберегающим технологиям. Практически везде упоминаются такие классы энергопотребления как А, А+ и далее. Однако, многие забывают о таком моменте – класс потребления это КПД изделия, чем ближе его значение к единице, тем оно более энергоэффективно. Но «энергоэффективность» понятия всеобъемлющее, поэтому для соблюдения принципа энергосбережению требуется соблюдать требования и к оборудованию. С этими целями выпускается электрооборудование, адаптированное именно для применения в быту.
Устройства защиты энергосетей делятся на 4 главных типа:
- УЗИП - Устройства защиты от импульсных перенапряжений – они призваны защитить сети от молний в линии электропередач в радиусе 1,5 км. В частности, это устройство грозозащиты и перенапряжения АЛЬБАТРОС 220/500 AC.
- УЗПП - Устройства защиты от пониженных и повышенных напряжений – именно эти приборы должны защитить наши сети от кратковременный резких скачков и паданий напряжения. Рабочий диапазон 190В -250В.
- УЗПФ - Устройства защиты электропитания с фильтром – предназначены для фильтрации помех, частотой выше 100кГц. Такие помехи могут создаваться энергосберегающими источниками света, посторонними наводками, продвинутыми электронными счетчиками.
- Стабилизаторы напряжения – призваны выравнивать в сети напряжение до обычных 220В.
Основные типы стабилизаторов напряжения
Стабилизаторы напряжения – приборы, предназначенные для выравнивание повышенного или пониженного входного напряжения электросети . По типу исполнения для бытовых нужд используется три основных вида стабилизаторов:
- релейные;
- полупроводниковые;
- механические.
Все эти типы автотрансформаторные. По принципу действия устройство подобно переменному резистору с индуктивностью, где накапливается запах энергии. Накопителем является сердечник трансформатора.
В быту релейные стабилизаторы нашли самое широкое применение. По сравнению с механическими и полупроводниковыми аналогами они обладают существенными преимуществами. Хотя скорость срабатывания релейных устройств уступает скорости полупроводниковых стабилизаторов, все равно она достаточно высокая. Еще одним достоинством является высокая коммутационная мощность.
Низкие значения уровня помех автотрансформатора способствует стабильному электроснабжения и устраняет необходимость частных регулировок в электросети. Большая часть релейных устройств работает с 2,5-3% -шагом значения напряжения по каждому выходу. Это позволяет регулировать электроснабжение в 15-30% диапазоне значений основного параметра.
Например, отличной моделью стабилизаторов подобного типа служит TEPLOCOM ST-555. Это модель была специально создана для эксплуатации вместе с бытовыми котлами отопления. Кроме обеспечения качественных параметров электропитания это устройство обеспечивает стабильное напряжение для индуктивной нагрузки – насосов, электроклапанов, нагревательных элементов.
Стабилизаторы полупроводникового типа работают быстрее релейных. Кроме того, они способны выдержать значительные повышения напряжения, вплоть до 280В. Эти устройства будут лучшим выбором для обеспечения работы бытовой электроники. Для приборов с индуктивной нагрузкой (двигателей, ТЭНов, насосов) они не предназначены. Это объяснятся использованием в их схемах симисторов – полупроводниковых ключей.
Ограничения относятся к скорости изменения значения напряжения между электродами микросхемы, а также скорости изменения значения протекающего тока. Так как существует сильная обратная связь перехода симистора, длительность отпирания достигает нескольких миллисекунд. За это время на симистор воздействует ток значительного напряжения. Так как падение напряжения имеет малое значение при открытом симисторе, а мощность достигается большая. Эти процессы ведут к повышению температуры, вследствие чего может из-за перегрева выйти кристалл полупроводника.
Кроме того, использование полупроводников заметно усложняют общую схему коммутации. Это, в свою очередь, ведет к увеличению стоимости платы электроники и общей цены устройства. Другим недостатком подобных стабилизаторов является низкая нагрузочная мощность. Для обеспечения значительных мощностей требуется использование сложных дорогостоящих компонентов в устройстве.
Среди достоинств следует отметить высокую скорость срабатывания, малый уровень генерации помех и плавную регулировку.
Стабилизаторы механической регулировки по своей сути являются обычными ЛАТР – Линейным Авто Трансформатором Регулируемым. Этот тип будет оптимальным выбором при значительных мощностях – 10-100кВт.
Для бытовых нужд обычно выпускаются стабилизаторы, предназначенные на 10кВт, 30кВт, 50кВт. Полный диапазон регулировки подобных устройств достаточно широк. Однако, падение мощности также весьма значительное, так же как потребление электротока в XX режиме.
Стабилизация осуществляется механическим перемещением ползунка по виткам индукционной катушки специальным сервоприводом. Контроль напряжения возложен на микропроцессорную плату, управляющую движением этого ползунка.
Эти устройства, вследствие больших мощностей, создают высокий уровень помех в электросети. Для их грамотной установки требуется значительный опыт монтажа и настройки подобных устройств.
Кроме этого, среди недостатков можно упомянуть большие размеры и медленную реакцию срабатывания на изменения напряжения в сети.
Лучше всего механические стабилизаторы подойдут для сетей, где нагрузка сеть относится к полупроводниковой и индуктивно-активной категории. Они обеспечивают стабилизация выходного напряжения в +-5-8% уровнем погрешности.
Заключение
На текущий день на рынке представлено множество устройств, предназначенных для обеспечения стабильной работы электросети бытового назначения. Ведущие места среди этих изделий занимает продукция компании Бастион под маркой TEPLOCOM. Именно она требует самого пристального внимание пользователей при организации мер по защите линии энергопотребления для котельных и основных бытовых нужд.
Мерам по защите электросети должно быть уделено самое пристальное внимание. Бытовая техника становится с каждым днем все более сложной и дорогой. Использование же стабилизатора напряжения позволит защитить ее от форс-мажорных обстоятельств, даст возможность обеспечить бесперебойную работы котельной и сэкономит значительную сумму на ремонт бытовой электроники.
При строительстве дома или котельной необходимо обязательно предусмотреть меры по грамотной и надежной защите электросети – заземлению, стабильному электроснабжению и обеспечению бесперебойного энергоснабжения.