Какие проблемы с напряжением обычно встречаются?

1. Пониженное напряжение. Лампочки накаливания светят тускло, диодные моргают, микроволновка не греет, насос плохо качает и т.д. Напомним, что по ГОСТу (29322-2014 п.3.1) напряжение на вводе в дом не должно отклоняться более чем на 10%. На данный момент есть два стандарта – 220В (допуск: 198 – 242В) и 230В (207 – 253В).
2. Повышенное напряжение от 250В и более. При значениях  265В начнет выходить из строя бытовая техника.
3. Плавающие значения напряжения. При слабой нагрузке на общий трансформатор напряжение повышенное или нормальное, при нагрузке фиксируются просадки.
   

   Плавающее напряжение

4. Короткие провалы и всплески напряжения. «Моргания» и «рябь» сети.

Теперь перейдем к краткому обзору типов стабилизаторов.

Релейные стабилизаторы

В основе такого стабилизатора лежит автотрансформатор, ступенчатые отводы от которого при помощи электромеханических реле позволяют ступенчато осуществлять нужную коррекцию напряжения. Технология достаточно старая и благодаря низкой себестоимости позволяет производить самые дешевые стабилизаторы.

Схема работы стабилизатора на автотрансформаторе

К плюсам подобных стабилизаторов можно отнести:
+ Относительно быструю скорость реакции на просадки напряжения
+ Низкая цена

Минусы:
– Невысокая точность стабилизации. Обычно около 10-8%. У продвинутых моделей до 5%
– Срок эксплуатации зависит от частоты просадок напряжения и составляет где-то 3-5 лет
– Уровень шума средний – вы будете слышать как переключаются реле

Самый главный минус. При просадках напряжения, которые часто происходят под ощутимой нагрузкой, срабатывают электромеханические реле.  В результате ступенчатых переключений, происходит кратковременное прерывание питания подключенной нагрузки  с последующим резким включением. Это приводит к образованию искры внутри реле и, как следствие, к гармоническим помехам  на выходе стабилизатора. В результате контакты реле подгорают, его ресурс снижается, а чувствительная бытовая техника может работать некорректно или даже выйти из строя, лампочки будут заметно моргать.

Силовые реле в стабилизаторе напряжения

Таким образом, релейные стабилизаторы мы рекомендуем только в том случае, если значения напряжения не плавают (например, стабильно низкие значения) и у вас в доме нет чувствительной дорогой бытовой техники и электроники. Не рекомендуем в случае постоянно плавающего и «моргающего» напряжения, а также, если просадка происходит при включении у вас в доме мощного оборудования.

Изготавливаются как правило в Китае или из китайских комплектующих. Популярные бренды: Энергия, Сантэк, Русэлф, Ресанта и т.п.

Электромеханические стабилизаторы

Тут мы опять имеем дело с автотрансформатором, но регулировка напряжения происходит не ступенчато, а плавно при помощи щеточного электропривода. Эта технология, как и релейная, появилось одной из первых и имеет относительно низкую себестоимость.

Плюсы:
+ Высокая точность стабилизации и плавная регулировка напряжения

Минусы:
– Поскольку регулировка механическая, то при резком скачке напряжения привод не успевает осуществить корректировку и есть вероятность попадания повышенного опасного напряжения в электросеть вашего дома
– Привод нуждается в регулярном обслуживании

Этот тип стабилизаторов можно рекомендовать при редких и плавных отклонениях напряжения от нормы и при условии регулярного обслуживания.

Дешевые модели изготавливаются в Китае, однако есть премиальный итальянский бренд электромеханических стабилизаторов Ortea.

Электронные стабилизаторы

Электронные стабилизаторы по принципу работы похожи на релейные, только переключение обмоток автотрансформатора происходит посредством быстродействующих полупроводниковых  ключей – тиристоров или симисторов.  Это позволяет осуществлять коррекцию моментально и без заметных гармонических помех на выходе.

Плюсы таких стабилизаторов:
+ Как правило, высокая точность и скорость стабилизации
+ Бесшумная работа
+ Длительный срок эксплуатации до 10-15 лет

Минусы:
– Заметно более высокая цена из-за использования дорогих электронных компонентов. Если напряжение на входе крайне низкого качества в частности очень резко скачет и просаживается следует обратить внимание на инверторные стабилизаторы

Резюме: электронные стабилизаторы решают большинство проблем с некачественным напряжением и их можно смело рекомендовать для большинства загородных домов.

Большинство производителей находятся на территории России и к популярным маркам можно отнести: Энерготех, Лидер, Вольтер, Штиль и прочие.

Инверторные стабилизаторы

Сделаны по технологии двойного преобразования, которая давно и активно используется при производстве ИБП on-line типа. Принцип работы заключается в преобразовании входящего переменного напряжения в постоянный ток, а затем из постоянного вновь генерируется переменное напряжение. Эта схема позволяет достичь максимальной точности и качества выходного напряжения.

Отсюда вытекает основное достоинство таких стабилизаторов:
+ это максимальное качество питания для бытовой техники и электроники вне зависимости от качества входного напряжения даже если ваш сосед любит заниматься сваркой
+ Исправляют форму синусоиды. Срок эксплуатации 8-10 лет
+ Не требуют обслуживания

Однако у этой технологии есть и свои минусы.
– Первое: инверторные стабилизаторы следует выбирать с хорошим запасом по мощности, так как схема двойного преобразования критично относится к возможным перегрузкам и нелинейной нагрузке
– Второе: многие модели имеют принудительное постоянное охлаждение вентиляторами, что означает шум
– И третье: это относительно низкий КПД
– Четвёртое – это цена

Резюме: инверторные стабилизаторы можно порекомендовать в случае крайне низкого качества электросети при наличии высокотребовательной к качеству напряжения техники. Иногда целесообразно устанавливать подобные стабилизаторы на отдельные потребители.

Основной рынок занимают два производителя: Штиль и Volter.

Ещё несколько советов относительно стабилизации напряжения:

1. Если у вас сильно пониженное напряжение менее 160В обратите внимание на специальные модели со смещенным к низу диапазоном стабилизации, обычно они обозначаются буквенным индексом LV (low voltage).
2. При трехфазном вводе мы рекомендуем устанавливать три стабилизатора напряжения по одному на каждую фазу. Однако при необходимости, всю самую важную нагрузку можно собрать на одну-две фазы и соответственно установить один или два, но хороших стабилизатора.
3. Мы рекомендуем дополнительно устанавливать  молниезащиту – УЗИП для защиты стабилизаторов и бытовой техники от мощных импульсных помех. При воздушном вводе Класс 1+2, при подземном второго класса. Нелишним будет и наличие заземления, которое необходимо для корректной работы стабилизаторов.
4. В случае если происходят сильные просадки напряжения, а также отключения или моргания  сети мы рекомендуем установить вместо стабилизатора ИБП двойного преобразования с внутренними аккумуляторами для автономной работы до 60 минут или внешними для автономии до суток.

Все лучшие стабилизаторы напряжения для дома в нашем каталоге.

Задавайте ваши вопросы в комментариях!

Решить эти проблемы позволяет установка комплекса оборудования, который состоит из стабилизаторов напряжения на каждую фазу и источника бесперебойного питания. Отметим, что стабилизаторы следует подбирать исходя из типа проблемы с напряжением (статья в блоге на эту тему), а ИБП и батарейный банк следует рассчитывать исходя из необходимой мощности резервируемой нагрузки и времени автономной работы. Как правило, все схемы подключения можно свети к 3-м вариантам:

• бесперебойное питание части нагрузки в доме
• одной фазы
• всех трех фаз.

Примеры проектов

I. Стабилизаторы Энерготех + инвертор МАП Энергия

Наш заказчик приобрел загородный дом и в процессе проживания столкнулся с проблемой пониженного напряжения, а по словам соседей зимой не редки отключения электричества из-за перегрузки трансформатора. В результате диагностического выезда нашего инженера и проведения необходимых замеров, была определена оптимальная схема реализации проекта. Исходные данные: ввод – трехфазный, автомат на 32А.

Система стабильного и бесперебойного питания

Состав решения

1) Тиристорные стабилизаторы напряжения на каждую фазу  – Энерготех Infinity 9000. При демократичной цене в сравнении с конкурентами отличаются:

• повышенной точностью (4,5%) благодаря 16 ступеням коррекции и широкому рабочему диапазону от 116В. до 285В.
• наличием одновременной индикации текущей нагрузки и входного/выходного напряжения
• наличием памяти на различные события
• встроенный байпас
• гарантией 5 лет

2) Инвертор МАП Pro “Энергия” 9.0/48 максимальной мощностью до 9кВт. При наличии напряжения в сети бесперебойник транслирует его на потребителей, а при его пропадании моментально переключается на режим работы от батарей. После восстановления питания автоматически заряжает аккумуляторы. В этом проекте бесперебойно питаются все три фазы в доме при помощи автоматики коммутации фаз, исключение составляет лишь электрическая печь.

3) Автономную работу более 16 часов на средней нагрузке в 1кВт нам обеспечат десятилетние аккумуляторные батареи по 200Ач Восток СК 12200.

Вся система компактно размещена на усиленном стеллаже шириной 128см, глубиной 50см и высотой 200см.

В процессе монтажа системы мы дополнительно навели порядок в главном распределительном щите коттеджа, исправив ряд критичных ошибок.

II. Стабилизаторы Volter Эталон + инвертор МАП Энергия

Качество напряжения в поселке нашего заказчика оставляло желать лучшего: сильные просадки по фазам + периодические “моргания” из-за сварочных экспериментов соседей. С такими проблемами справятся только ИБП on-line типа или инверторные стабилизаторы напряжения. В результате сопоставления ряда факторов и пожеланий клиента выбор пал на схему со стабилизаторами и инвертором. Ввод – трехфазный, автомат на 40А.

Инвертор для дома со стабилизаторами

Состав решения

1) Инверторные стабилизаторы Volter СНПТО Etalon-14 максимальной мощностью до 14кВт дадут нам идеальное выходное напряжение и отфильтруют все помехи через двойное преобразование.

2) Инвертор МАП Pro “Энергия” 12.0/48 мощностью до 12кВт. Одна фаза питается напрямую через бесперебойник, а другие две фазы подключаются на резервную линию при отключении электричества через автоматику.

Экран инвертора отображает напряжение и частоту входящей сети, сборки аккумуляторов, режим работы и текущую нагрузку в кВт.

3) Аккумуляторы аналогично первому примеру из нашей статьи, обеспечат автономией более, чем на 16 часов.

Особенностями этого проекта стали:

• Компактное размещение всего комплекса оборудования, включая стабилизаторы и щит управления на одном усиленном стеллаже.
• Реализованная схема, которая позволяет при помощи простых переключений оставить на резерве одну, две или все три фазы на выбор.

III. Стабилизаторы CH-LCD “Энepгия” + инвертор МАП Энергия

В загородном коттедже заканчивалась чистовая отделка и наш заказчик посчитал необходимым превентивно решить потенциальные проблемы с напряжением. Проект реализовали  на базе оборудования отечественного производителя МикроАрт. Ввод – трехфазный, автомат на 25А.

Инвертор и стабилизаторы одной марки

Состав решения

1) Электронные трансформаторные стабилизаторы напряжения “Энергия” СН LCD SQ – 6000 W точностью 5% по одному на каждую фазу.

2) МАП Pro “Энергия” 6.0/48 мощностью до 6кВт. Инвертор бесперебойно питает одну фазу, на которую собрана самая ответственная нагрузка: газовый котел отопления с циркуляционными насосами, домашний сервер, система охраны, резервный свет, холодильники, СВЧ-печь, несколько розеток по дому.

3) 4 АКБ по 200Ач, которые установлены за стеллажом обеспечат автономную работу в течение 8-10 часов.

4) Щит ГРЩ с возможностью подключать на ввод инвертора разные фазы, байпасами стабилизаторов и промежуточным реле для вывода сигналов о пропадании напряжения на вводе.

Помимо решений проблем с напряжением, комплекс красиво смотрится в подлестничном пространстве:

IV. Решение по стабильному и бесперебойному питанию с переборкой главного распределительного щита

Готовые варианты наборов оборудования вы можете посмотреть на нашей специализированной странице ИБП для загородных домов.

Ждем ваших вопросов в комментариях!

В доме, подключенном по трехфазной схеме, уже была сделана разводка линий на различные потребители, наша задача – собрать ГРЩ, обеспечить бесперебойное и стабильное питание коттеджа. Строителями был собран временный щит, который нам предстояло полностью демонтировать и собрать новый. Каждая линия была промаркирована для последующей идентификации.

Временный щиток

В новом электрощите была предусмотрена грозозащита (УЗИП) и возможность ручного подключения на резервную линию с инвертора каждой фазы в отдельности. На ИБП, который по умолчанию защищает 1-ую фазу,  были собраны все самые важные потребители:

• газовый котел отопления
• холодильники
• резервный свет
• дренаж
• розетки гостиной
• насос водоснабжения.

Каждая группа потребителей защищена по току утечки групповым УЗО. В щите сделана отключаемая диодная подсветка, которая красиво смотрится в щите  ABB Mistral с зелеными прозрачными дверцами.

Собранный ГРЩ

За нормальные показатели входного напряжения отвечают 3 электронных стабилизатора с повышенной точностью Volter СНПТО-5,5 пт, которые смонтированы на специальной стойке.

Стабилизаторы Volter

Бесперебойное питание – функция инвертора МАП “Энергия” мощностью 9кВт и банка АКБ, состоящего из 8 самых больших батарей Delta DTM 12250L, которые обеспечат время автономии более 51 часа на нагрузке 500Вт. Далеко не каждый генератор способен показать такой результат по времени питания нагрузки.

Инвертор с АКБ на стеллаже шириной 120см, глубиной 60см, высотой 100см.

Задача решена, клиент доволен результатом.

Почти каждый владелец загородной недвижимости сталкивается с нестабильным напряжением. Можно выделить следующие виды проблем:

1. Напряжение ниже 200В (ГОСТ определяет допуск +-10%, т.е. 200-240В при штатном 220В – это норма). Лампочки светят тускло, микроволновка “не греет”
2. Постоянно повышенное напряжение – более 240В (или 250, если трансформатор на 230В)
3. Плавающее напряжение. В этом случае к вечеру напряжение может падать ниже нормы, а днем быть в допуске. Как подвид этой проблемы – изменение напряжения волнами, период которых может быть достаточно коротким (до нескольких минут)
4. Импульсное изменение: короткие провалы или всплески напряжения

Проблема – это как диагноз заболевания, которое нужно лечить своим лекарством. Иными словами, под каждую проблему с напряжением следует подбирать свой тип стабилизатора или использовать более дорогие универсальные решения.

Давайте рассмотрим коротко основные типы стабилизаторов и то, как они решают эти проблемы.

I. Релейные стабилизаторы

Теория

Регулируют напряжение диапазонами, т.е. ступенчато. Точность такого прибора зависит от границ стабилизации и числа ступеней. Например, популярный стабилизатор Энергия Voltron РСН 5000 имеет диапазон от 105 до 265В и 7 уровней коррекции. Считаем – (265-105)/7=22В. Т.е. коридор, в рамках которого стабилизация происходить не будет равен 22В. Переключение обмоток происходит посредством механических реле по выходу напряжения за диапазон стабилизации. Регулировка происходит быстро.

Стабилизатор Энергия Voltron

Практика

Стабилизаторы такого типа самые дешевые и требуют минимум обслуживания. Более-менее подходят для решения 1-ой и 2-ой проблемы с напряжением. Если имеется 3-яя проблема – свет будет постоянно моргать. Вы будете ощущать переключения реле, что может доставлять дискомфорт, особенно при коротких волнах изменения напряжения.  В 4-ом случае перенапряжения через коэффициент стабилизации попадет к потребителям, что может привести к повреждению потребителя.

Видео об устройстве стабилизатора

С течением времени у стабилизаторов такого типа подгорают контакты реле, которые требуют регламентной замены. Не рекомендуем использовать для дорогой техники и точных приборов, особенно в случае 3 и 4-ого типа проблем.

Основной производитель: Китай (Энергия, Ruself, Resanta, Suntek и проч.)

II. Электромеханические стабилизаторы

Теория

Регулировка напряжения происходит плавно, посредством движения щетки по трансформатору. Это даёт высокую точность стабилизации, плавную подстройку под напряжение. Скорость регулировки низкая. Периодически требует обслуживания: смазки и замены механических элементов.

Как работает электромеханика

Практика

Нормально справляются с решением 1-ой и 2-ой проблемы. В 3-ем случае стабилизатор работает корректно в том случае, если волнообразные изменения напряжения происходят медленно. Если волны короткие, привод стабилизатора быстро выходит из строя.

4-ая проблема может привести к повреждению потребителей, т.к. скорость работы стабилизатора не позволяет быстро среагировать на импульсные изменения. Следует внимательно относиться к обслуживанию электромеханических стабилизаторов, т.к. заклинивший привод при плавающем напряжении может привести к перенапряжениям.

Основной производитель в дешевом сегменте: Китай, Россия (Полигон), в премиум сегменте – Италия (Ortea)

III. Электронные (тиристорные/симисторные) стабилизаторы

Теория

Принцип работы аналогичен релейным, с той разницей, что переключение обмоток трансформатора происходит через полупроводниковые транзисторы. Это позволяет добиться практически моментальной реакции на изменение напряжения, осуществлять переключения в нулевой фазе синусоиды, что необходимо для точной техники.
Точность достигается увеличением количества ступеней стабилизации, число которых может доходить до 16 и более.

Практика

Стабилизаторы этого типа существенно дороже релейников и электромеханики. Отлично справляются с 1-ым и 2-ым типом проблем. При высокой точности 3-ая проблема при относительно длинных волнах тоже не доставляет неудобств. С импульсными перенапряжениями скорость работы позволяет успешно бороться. Слабое место таких стабилизаторов – транзисторы, при сильных перегрузках они могут выгореть.

При выборе таких стабилизаторов обратите внимание на число уровней коррекции, которое особенно важно при плавающем входном напряжении.

Обзор стабилизатора Лидер

Производители: Россия (Лидер, Штиль, Прогресс), Украина (Volter и др.), Китай

IV. Новое поколение  – Стабилизаторы инверторного типа

Теория

Принцип работы подобных стабилизаторов был позаимствован у ИБП On-line типа, т.е. стабилизация осуществляется через двойное преобразование. Входное переменное напряжение преобразуется через выпрямитель в постоянное. Далее, из постоянного вновь генерируется переменное напряжение, которое дополнительно фильтруется и сглаживается. Таким образом, мы на выходе получаем максимально качественный сигнал напряжением 220В. Чтобы не происходило на входе в диапазоне работы стабилизатора на выходе будет четко 220В без искажений.

Давайте посмотрим на данные исследований по качеству стабилизации напряжения, проведенные компанией Штиль.

График, на котором представлены замеры напряжения на входе (красное) и выходе(зеленое) электронного стабилизатора в течение определенного времени.  Видно, что откорректированное напряжение следует за входным, но остаётся в границах ГОСТа:

Работа электронного стабилизатора

А вот аналогичные данные инверторного стабилизатора:

Инверторный стабилизатор

Очевидно превосходство в качестве стабилизации последнего.

Практика

Все 4 возможных проблемы с напряжением такой стабилизатор легко устраняет. Не требует обслуживания. Формирует практически идеальное напряжение для питания потребителей в доме.  Цена таких стабилизаторов сопоставима с электронными. К минусам можно отнести постоянно работающий вентилятор (у стабилизаторов Штиль) и нежелательность перегрузки свыше номинальной мощности.

Установка инверторных стабилизаторов

Производители: Россия (Штиль до 3500Ва), Украина (Volter от 7 до 14кВт)

Таким образом, лучший стабилизатор напряжения для дома тот, который решает вашу проблему и устраивает по бюджету. При наличии возможностей, мы рекомендуем стабилизаторы нового поколения – инверторные.