Одной из наиболее распространенных причин, приводящих к отказу или выводу из строя дорогостоящего электрооборудования, являются скачки напряжения. Защититься от этих и ряда других проблем можно — для этого необходимо приобрести подходящий стабилизатор.
Зачем нужен стабилизатор напряжения
В современном загородном доме, даче, квартире или офисе от электросети питается практически все. При этом качество потребляемой электроэнергии оставляет желать лучшего. Каждый из нас и в особенности, те, кто живут в загородных домах, неоднократно сталкивался с перебоями электроснабжения, которые незамедлительно сказываются на работе электроприборов. Подача тока в электросети может быть нестабильна по самым разным причинам — это и аварии на подстанциях и линиях электропередач, и старые трансформаторы и провода, а также множества других непредвиденных обстоятельств, способных вызвать отклонения величины подаваемого напряжения или отключение электроэнергии.
В случае падения напряжения тускло горит свет, происходит прерывание в работе бытовой техники, аппаратуре связи. Некоторые приборы, такие как стиральные машины, холодильники, СВЧ-печи и компьютеры в условиях пониженного напряжения вообще не могут работать. При повышенной подаче электричества приборы попросту перегорают, причем порой вне зависимости от того, работают они в момент аварии, или нет. А сбой в работе автономного тепло- или водоснабжения загородных домов и коттеджей, а также водяных насосов, водонагревательных котлов, охранных систем может привести к их остановке и поломке.
Чтобы избежать вышеперечисленных потерь и чувствовать себя независимым от подобных электросюрпризов, необходимо установить стабилизатор напряжения сети — аппарат, который включается между «скачущей» сетью и потребителем электроэнергии, позволяя поддерживать в электрической сети заданное напряжение. Иначе говоря, прибор защищает оборудование от перенапряжения, бросков и «просадок» питающего напряжения.
Хороший стабилизатор напряжения автоматически поддерживает на нагрузке уровень напряжения в 220В при отклонениях от нормы величины входного напряжения питающей сети. Он надежно защищает любую, даже самую капризную аппаратуру от внезапного значительного изменения в электросети, например, от скачка до 310В, который происходит при отгорании или обрыве нуля в питающей сети.
Ступенчатый стабилизатор
Самый массовый тип универсальных стабилизаторов. Схема основана на коммутации отводов автотрансформатора с помощью электронных коммутаторов. Напряжение на выходе стабилизатора изменяется ступенчато. Прерывание напряжения при переключении у разных моделей составляет от 2 до 12мс. Такие корректоры напряжения имеют широкий диапазон входного напряжения, высокую точность поддержания выходного напряжения, не вносят искажений во внешнюю сеть и надежно работают при любых изменениях нагрузки, обеспечивают эффективную защиту от перегрузки, короткого замыкания и импульсных помех.
К этому типу стабилизаторов относятся марки ШТИЛЬ, ТЭНСИ и VARCON.
Электромеханический стабилизатор
Основу схемы такого стабилизатора напряжения составляет регулируемый автотрансформатор, включенный в первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора. Вторичная обмотка включается в разрыв фазы сети. Данная схема позволяет плавно регулировать напряжение без прерывания фазы и без искажения синусоиды. Стабилизаторы достаточно компактны и пригодны для любого типа нагрузки. Среди преимуществ стабилизаторов напряжения на основе электромеханической системы можно выделить высокую точность поддержания выходного напряжения 220В (2%, плавность регулировки со скоростью от 20 до 50 В/сек, отсутствие помех при работе и искажений формы напряжения, хорошая нагрузочная способность, широчайший диапазон коррекции 100-280 В, возможность организации систем с широким рядом номинальных мощностей. Некоторые модели предназначены для работы в условиях очень низкого напряжения (100-130 В вместо 220В, где никакой другой стабилизатор не работает).
Однако, есть у подобных устройств и недостаток – время установления необходимого напряжения обычно составляет около 0,5-1 сек. Это довольно долго, особенно, если скачок напряжения произошел в сторону увеличения, например, за 260В. Чувствительная аппаратура, за это время может успеть перегореть. Что же касается точности установки напряжения 2% — часто особого смысла в ней нет, т.к. многие приборы и устройства прекрасно работают и при разбросе напряжения в 10%.
Стабилизаторы такого типа производятся под различными марками.
О неполадках и сбоях в электросетях
Электрооборудование, изготавливаемое в России, естественно рассчитано на российскую электрическую сеть и обязано работать при напряжении от 198 до 242В и частоте от 49.5 до 51 Гц. Как правило диапазон напряжений и частот, в котором может работать оборудование, еще несколько шире (характерны например 187-242В). Для большинства работающих от сети устройств допустимы изменения частоты на 2Гц (или даже более) по сравнению с номинальным значением. По данным компании Bell Labs в США наблюдаются следующие наиболее часто встречающиеся сбои питания.
1. Провалы напряжения — кратковременные понижения напряжения, связанные с резким увеличением нагрузки в сети в связи с включением мощных потребителей, таких, как промышленное оборудование, лифты и т.д. Они являются наиболее частой неполадкой в электрической сети, встречаются в 87% случаев.
2. Высоковольтные импульсы — кратковременное (на наносекунды или единицы микросекунд) очень сильное увеличение напряжения, связанное с близким грозовым разрядом или включением напряжения на подстанции после аварии. Составляют 7.4 % всех сбоев питания.
3. Полное отключение напряжения согласно этому исследованию является следствием аварий, грозовых разрядов, сильных перегрузок электростанции. Встречается в 4.7% случаев.
4. Слишком высокое напряжение — кратковременное увеличение напряжения в сети, связанное с отключением мощных потребителей. Встречается в 0.7% случаев.
Виды сбоев электропитания
Вид сбоя электропитания | Причина возникновения | Возможные следствия |
Пониженное напряжение, провалы напряжения | Перегруженная сеть, неустойчивая работа системы регулировнаия напряжения сети, подключение потребителей, мощность которых сравнима с мощностью участка электрической сети | Перегрузки блоков питания электронных приборов и уменьшение их ресурса. Отключение оборудования при недостаточном для его работы напряжении. Выход из строя электродвигателей. Потери данных в компьютерах. |
Повышенное напряжение | Недогруженная сеть, недостаточно эффективная работы системы регулирования, отключение мощных потребителей | Выход из строя оборудования. Аварийное отключение оборудования с потерей данных в компьютерах. |
Высоковольтные импульсы | Атмосферное электричество, включение и отключение мощных потребителей, запуск в эксплуатацию части энергосистемы после аварии. | Выход из строя чувствительного оборудования. |
Электрический шум | Включение и отключение мощных потребителей. Взаимное влияние работающих неподалеку электроприборов. | Сбои при выполнении программ и передаче данных. Нестабильное изображение на экранах мониторов и в видеосистемах. |
Полное отключение напряжения | Срабатывание предохранителей при перегрузках, непрофессиональные действия пересонала, аварии на линиях электропередач. | Потери данных. На очень старых компьютерах — выход из строя жестких дисков. |
Гармонические искажения напряжения | Значитальную долю нагрузки сети составляют нелинейные потребители, оснащенные импульсными блоками питания (компьютеры, коммуникационное оборудование). Неправильно спроектирована электрическая сеть, работающая с нелинейными нагрузками, перегружен нейтральный провод | Помехи при работе чувствительного оборудования (радио и телевизионные системы, измерительные комплексы и т.д.) |
Нестабильная частота | Сильная перегрузка энергосистемы в целом. Потеря управления системой. | Перегрев трансформаторов. Для компьютеров само по себе изменение частоты не страшно. Нестабильная частота является лучшим индикатором неправильной работы энергосистемы или ее существенной части. |