Недостатки стабилизаторов

Несмотря на выраженные преимущества стабилизаторов, они имеют серьезные недостатки, ограничивающие их использование:

1. Значительные размеры. Этот параметр прямо зависит от мощности прибора. Даже при минимальном количестве бытовой техники на входе нужно ставить стабилизатор, который не поместится в стандартный электрический щиток. Для него необходимо выделить отдельное место.
2. Необходимость эффективного охлаждения аппарата, т.к. при работе его основные элементы и корпус нагреваются.
3. Высокая цена, возрастающая с увеличением мощности.
4. Необходимость надежной защиты от пыли и влаги. Электромагнитное поле внутреннего трансформатора активно притягивает пыль, а потому необходимо максимально оградить стабилизатор от запыления.
5. Повышенный уровень шума, что требует дополнительной звукоизоляции или вынесение стабилизатора за пределы жилого помещения.
6. Чувствительность электроники стабилизатора к помехам в электрической сети.

Наиболее значительными недостатками стабилизаторов является громоздкость, большой вес и высокая цена. Особенно они чувствительны для устройств мощностью 3 и более кВт, которые необходимы для установки на входе квартиры. При мощности менее 1 кВт эти характеристики находятся в разумных пределах, а потому стабилизаторы чаще применяются в качестве индивидуальной защиты отдельных бытовых приборов. Некоторые современные бытовые электроприборы имеют встроенные стабилизаторы.

Стабилизатор напряжения

Этот прибор предназначен для выравнивания напряжения до номинального в 220 вольт. И делает это он в автоматическом режиме. Это основная его функция. Но есть и дополнительные:

• Защита от короткого замыкания.
• От электромагнитных помех.
• Устранение помех в телефонных, факсовых и интернетовских линиях.

Если говорить о разнообразии стабилизаторов, то их в разы больше, чем фильтров. Здесь и электромеханические приборы, и релейные, и электронные (импульсные, тиристорные). У каждого вида свои преимущества и недостатки. Об этом здесь говорить не будем, это тема другой статьи. Нас интересует, что предпочтительнее сетевой фильтр или стабилизатор напряжения сети?

Вернемся к стабилизаторам. Это достаточно сложный электрический прибор с большим функционалом. В основе принципа работы лежит переключение обмоток в трансформаторе, что соответственно приводит или к понижению напряжения, или к повышению. Имеется в виду выходное значение. Понятно, что управление переходами осуществляют элементы, которые установлены в соответствующей модели. Это могут быть реле, тиристоры, симисторы и так далее.

Технические характеристики

Для оценки рабочих параметров защитного блока необходимо учитывать максимальный ток нагрузки, передаваемый контактными элементами. Сила тока определяет допустимую мощность приборов, которые можно подключить к блоку. Хорошие изделия выдерживают ток до 63 А, что позволяет подсоединять оборудование мощностью до 13,9 кВт. Важным эксплуатационным параметром является защищенность корпуса от пробоя электрическим током, согласно стандарту изделия должны соответствовать нормативам IP20.

Сравнение технических характеристик защитных блоков.

Реле напряжения создаются под заданный температурный диапазон эксплуатации. Например, изделия, рассчитанные на температуру от -5° до 40°С, запрещается ставить в уличные щитки. Установленные на корпусе контактные площадки позволяют закрепить медный кабель ограниченного сечения. Еще одним важным параметром является ресурс контактной группы, определяющий срок службы изделия. Примеры технических параметров реле напряжения приведены в таблице.

Стабилизаторы напряжения

Начнем рассмотрение со стабилизаторов питающего напряжения и по порядку рассмотрим вначале преимущества, а затем недостатки применения этого типа устройств.

Преимущества стабилизаторов напряжения

1. Обеспечивают постоянное стабильное напряжение для питания наших электроприборов 220 В. Стабилизаторы сглаживают скачки и небольшие колебания питающего напряжения, выдавая на выходе стабильное напряжение 220 В.

При снижении напряжения обычно ниже 160 В, либо при превышении им значения 280 В, стабилизаторы отключаются от внешней питающей сети и обесточивают внутренних потребителей. Тем самым предохраняя электроприборы от выхода из строя.

2. Подключенное через стабилизаторы напряжения оборудование остается работоспособным. Такие электроприборы, как аудио- и видеотехника очень чувствительны к отклонениям питающего напряжения. Повреждение этих приборов такие колебания напряжения не вызывают, но могут сказываться на качестве его работы. Применение стабилизатора обеспечивает надежную работоспособность такого оборудования.

3. При применении стабилизаторов напряжения прекращают мерцать электрические лампочки. Это существенно продлевает срок их службы.

Недостатки стабилизаторов напряжения

1. Большие габариты. В большинстве случаев стабилизаторы напряжения довольно громоздки, и для их установки необходимо выделять дополнительное место. Габариты зависят от мощности подключаемой нагрузки. Чем больше мощность, тем больше габариты применяемого стабилизатора.

Во время своей работы эти устройства нагреваются, поэтому им необходимо достаточное место для эффективного охлаждения корпуса самого стабилизатора, и его внутренних элементов.

В трехфазных электрических сетях обычно применяют три отдельных стабилизатора напряжения, установленных в каждую фазу. Если устанавливать один трехфазный стабилизатор, то в случае короткого замыкания или пропадания одной из фаз, стабилизатор отключится.

Все однофазные потребители, подключенные к любой из фаз будут обесточены до тех пор, пока не восстановятся нормальные условия работы стабилизатора. Это очень неудобно, поэтому чаще применяется установка трех отдельных стабилизаторов напряжения в каждую из фаз. А это в свою очередь значительно увеличивает габариты.

2. Цена. Покупка хорошего стабилизатора напряжения может обойтись в приличную сумму денег.

Стабилизаторы намного дороже, чем реле контроля напряжения. В большинстве случаев стоимость является решающим фактором при выборе устройств защиты, и большинство пользователей склоняются в стороны приобретения реле напряжения.

3. Стабилизаторы чувствительны к пыли и влажности помещения, в котором они установлены. Внутри стабилизатора находится трансформатор, большое электромагнитное поле, которое притягивает пыль. Поэтому место установки должно быть хорошо защищено от пыли и влаги.

4. Чувствительность стабилизаторов напряжения к различным электрическим помехам. Если в электрической сети часты электрические помехи, это приведет к тому, что электроника стабилизаторов начнет «глючить», они могут отключиться, обесточивая тем самым всю квартиру.

Недостатки реле

Основной недостаток реле контроля – неспособность выравнивать напряжение. Например, предельные его значения составляют 190-240 В. Если в сети длительно подается напряжение 195 В, то именно оно и будет питать все электроприборы, что, несомненно, скажется на качестве работы видеотехники и накале ламп в осветительной аппаратуре. Такое явление характерно для сельской местности. На долговечность приборов может отразиться и длительная подача напряжения 235 В. Отключение электроэнергии произойдет только при выходе напряжения за предельные значения.

Отсутствие стабилизации напряжения особенно сильно сказывается там, где электрическая сеть далека от идеальной. Нередко его колебания считаются обычным явлением, а это приводит, в частности, к миганию ламп накаливания, что резко снижает их срок службы, влияет на качество освещения и даже на человеческую психику.

Отмечается и другой недостаток. Для обеспечения полной защиты требуется установка, как минимум, двух максимальных реле – минимального и максимального. Схему такого подключения может разработать только человек с соответствующими навыками, а значит, необходимо привлекать специалиста.

Наконец, надежность работы всей бытовой техники в доме существенно зависит от правильности настройки реле контроля. Далеко не всякие скачки напряжения способны существенно повлиять на работу бытовой техники, а вот частое отключение электричества не пройдет незаметно. Пределы лучше устанавливать после консультации со специалистом и с учетом наличия конкретных приборов в доме.

Watch this video on YouTube

Watch this video on YouTube

Что лучше

Итак, переходим к основному вопросу статьи. Конечно, стабилизаторы напряжения предпочтительнее. В отличие от простой схемы защиты у сетевых фильтров, у стабилизаторов она не только сложная, но и многоступенчатая, что является своеобразной гарантией. Это первое.

Второе – сетевой фильтр с пониженным напряжением не справляется, он на это никак не реагирует. Стабилизатор напряжения сети выравнивает данный показатель до номинального. И это большой плюс, особенно для тех бытовых приборов, которые от низкого напряжения сети выходят из строя.

Третье – при высоком напряжении стабилизатор плавно отключит подающую сеть. У сетевого фильтра обязательно сгорит предохранитель. При этом отключение будет резким. Конечно, придется заменить сгоревшую деталь.

Четвертое – сетевой фильтр стоит дешевле любого стабилизатора. К тому же это удлинитель, через который можно подключить большое количество потребителей.

Пятое – стабилизатор можно установить как на один бытовой прибор или на несколько, так и на весь дом в целом. Вторая позиция невозможна с фильтрами.

Схемы подключения

Методики подключения реле к однофазной сети:

1. При мощности нагрузки менее 7 кВт реле ставится после счетчика и автомата. В схеме не используется магнитный пускатель, поскольку сила тока в цепи не превышает 32 А. При монтаже реле следует учитывать, что устройство обеспечивает защиту только от перепадов напряжения и должно использоваться одновременно с автоматическим предохранителем.
2. Установка реле между главным автоматом и счетчиком. Предохранитель подключается к вводу питания в помещение, а затем подсоединяется реле. К выходным клеммам коммутируется счетчик электроэнергии, фаза после прибора учета разводится пакетом автоматов по комнатам или рабочим зонам. Нулевой кабель от счетчика выводится на отдельную шину, от которой проведены кабели к розеткам и светильникам. По аналогичной схеме выведены кабели заземления, которые подключены к шине, соединенной с общим контуром заземления здания.
3. При повышенной мощности нагрузки в цепь вводится контактор или магнитное реле, к которому подключается фаза. Дополнительный кабель соединяет фазу контактора с фазовым входом на защитном реле. После магнитного пускателя устанавливаются автоматы, нулевая шина и заземление разводится к потребителям от отдельных реек.

Схема напряжения реле напряжения.

При использовании трехфазной сети на входе ставится специальный прибор учета, от которого идут 4 кабеля. Каждая фаза последовательно подключается к автоматическому предохранителю и однофазному реле. Выходной провод с нулевым кабелем обеспечивает получение напряжения 220 В. Всего на выходе из данной схемы получается 3 линии переменного тока, позволяющих подсоединять бытовое оборудование.

Отличия реле напряжения от стабилизатора

Современная квартира напичкана многочисленными электрическими и электронными приборами, многие из которых достаточно чувствительны к изменению напряжения. В то же время, даже в крупных городах электрическая сеть грешит нестабильностью, а что говорить о сельской местности. От любого скачка напряжения домашняя электроника может просто выйти из строя.

Защита бытовой техники от скачков напряжения и перенапряжения в сети обеспечивается в основном двумя типами устройств – стабилизатор и реле контроля максимального и минимального напряжения. Их работа основывается на различных принципах, и выбор проводится с учетом особенностей.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизатор – это прибор, который поддерживает напряжение на заданном уровне при его колебании в сети в определенных пределах. Обычно в бытовых условиях применяется стабилизатор, удерживающий значение 220 В ±5% при колебании входного сигнала от 160 до 260 В. При скачке за пределы возможностей прибор просто отключает сеть.

Конструктивно стабилизаторы подразделяются на несколько типов. Наиболее распространены приборы ступенчатого типа, включающие трансформатор и силовые ключи (релейные или полупроводниковые). Плавная установка обеспечивается в электромеханических стабилизаторах, в которых трансформатор имеет регулировку первичной и вторичной обмотки. Этот прибор снижает нижний предел входного напряжения до 120-130 В.

Наиболее совершенным, но и самым дорогим, является инверторный стабилизатор, содержащий накопительную ёмкость. Она способна сгладить перепады напряжения в пределах 100-300 В, а выходной сигнал имеет значение 220 В ± (1-3)% с практически идеальной синусоидальной формой.

Реле напряжения

Реле контроля – это устройство, контролирующее нижнюю или верхнюю границу допустимого значения напряжения. Соответственно, существуют реле минимального и максимального напряжения. Для защиты от перенапряжений используется реле максимального напряжения. Если входное напряжение превысит установленное значение (например, 230 В), то нагрузка отключается. При возврате его величины в нужные пределы сеть снова включается.

Чаще используется принцип задержки включения. В таких реле есть настройка времени отключения. Например, если осуществлена установка 2 с, то после истечения этого времени сеть снова включится, и ток поступит на бытовое оборудование.

Надо отметить, что при коротких импульсах скачка реле может не сработать. Для таких случаев существует многофункциональное реле МР-63, которое выполняет роль максимального и минимального реле, а также реагирует на мгновенные импульсы значительной амплитуды.

В чем заключается различие

Предыдущий анализ показывает, что рассматриваемые устройства имеют принципиальные различия. Оба прибора отключают подачу электроэнергии, если напряжение превышает минимально или максимально допустимое значение. Однако, стабилизатор в пределах между экстремальными значениями еще и выравнивает напряжение, поддерживая его на заданном уровне. Реле осуществляет только контроль предельных величин, после чего отключает сеть, но включает снова при исправлении положения.

Таким образом, бытовая техника при использовании стабилизатора не только защищена от скачков напряжения и перенапряжения в сети, но и получает стабильный электросигнал, что повышает её работоспособность. В то же время, нельзя говорить о полном превосходстве стабилизаторов над реле. Для составления полной картины необходимо разобраться со всеми плюсами и минусами этих приборов.

Как выбрать реле напряжения

Выбор реле напряжения для жилого помещения осуществляется на основе следующих критериев:

• количества фаз в цепи питания;
• мощности электроприборов в помещении;
• планируемой схемы коммутации блока.

В жилом секторе используется однофазная электрическая сеть переменного тока напряжением 220 В. Для коммутации домашнего оборудования трехфазная сеть напряжением 380 В не применяется. Для определения мощности приборов необходимо просуммировать энергопотребление всей техники и добавить резерв 20-30%. Если планируется защита выделенной магистрали, то учитывается мощность оборудования, подключенного к цепи. Например, если блок климатической установки потребляет ток 7 А, то требуется изделие, рассчитанное на силу тока 10 А.

Схема коммутации реле – один из критериев выбора.

При установке реле на входе в квартиру учитывается номинал автоматического предохранителя. Например, если устройство рассчитано на срабатывание при силе тока более 25 А, то контактная группа реле должна выдерживать ток силой 32-40 А. При установке предохранителя на ток 32 А рекомендуется ставить реле с номиналом до 50 А

При подборе устройства следует обращать внимание на качество изготовления корпуса и контактов. Рекомендуется покупать реле напряжения, поставляемые под брендами Zubr (RBUZ), УЗМ или DigiTop

Рекомендуется выбирать изделия с повышенной точностью измерения напряжения, позволяющие корректировать вольтаж с шагом 1 В. При грубом программировании порогов часто срабатывает контактная группа, прерывая подачу питания к приборам. Постоянные выключения тока повреждают конструкцию самого реле и электронной техники.

Что лучше: стабилизатор или реле

Стабилизатор позволяет выравнивать напряжение в выходной цепи, а при фиксации повышенных параметров на входе автоматически отключает подачу тока к потребителям. При падении напряжения на входе блок стабилизации пытается отрегулировать значение до требуемых параметров, увеличивая силу тока в цепи. Из-за наращивания энергопотребления происходит нагрев электропроводки и разрушение изоляции, что может привести к коротким замыканиям и возгоранию.

Дополнительные недостатки стабилизаторов электрического тока:

• повышенная стоимость;
• шум при работе;
• инертность при работе;
• не предусмотрена возможность регулировки параметров;
• большие габариты и масса.

Выбор между реле и стабилизатором.

Преимущества и недостатки стабилизаторов

Качество электросети, которую нам предоставляют, оставляет желать лучшего. Электропроводка старых домов практически разрушена. Постоянные короткие замыкания, обрывы ноля, приводят к поломкам бытовых приборов и техники. Да и в новых домах нередко встречается некачественный монтаж электропроводки.

Симисторный стабилизатор напряжения ЭЛТЕХ СН

Чтобы защитить свою бытовую технику, приобретают реле напряжения или стабилизатор. Так что лучше выбрать реле напряжения или стабилизатор? Стабилизаторы по техническим характеристикам, габариту, исполнению бывают разные. Выбирают их из параметров своей сети. Например, сеть может колебаться в пределах 190 – 230 В или 120 — 280 В.

Назначение стабилизаторов — это стабилизация выходного напряжения например с 160 — 265 В  входного напряжения до стабильного выходного напряжения 220 В ±5%. По конструкции стабилизаторы могут быть трансформаторного типа, с переключением обмоток трансформатора с помощью реле или тиристоров.

Также имеются очень качественные инверторные стабилизаторы. Все типы стабилизаторов только стабилизируют сетевое напряжение до необходимого уровня. Если напряжение сети будет ниже нижнего или выше верхнего порога стабилизации напряжения, то стабилизатор отключится до момента, когда сеть не восстановится. На резкие всплески напряжения сети стабилизаторы трансформаторного типа не реагируют.

Поэтому использование этих стабилизаторов ещё не гарантирует полную защиту бытовых приборов от поломок. Стабилизаторы большой мощности имеют и большие габариты, поэтому они занимают не мало места. Временами им нужна профилактика, так как скопление пыли снижает его охлаждение, особенно у стабилизаторов с принудительной системой охлаждения.

Реле напряжения в электрощитке

Инверторные стабилизаторы имеют значительно лучшие технические параметры, чем стабилизаторы другого типа. Пределы стабилизации инверторного стабилизатора находятся в пределах 100 — 300 В. То есть такие пределы стабилизации не имеет ни один другой стабилизатор. Если ваша электросеть колеблется от 100 до 300 В, на выходе это устройство выдаст напряжение 220 В ± (1-3)%.

Еще одно преимущество данного стабилизатора в том, что он имеет накопительную емкость, которая сглаживает все большие перепады не качественный сети. Ему без разницы все всплески и искажения формы входного напряжения, на выходе он выдаст высококачественное чистое синусоидальное напряжение со стабилизацией ±(1-3)%.  Ещё одно преимущество инверторного стабилизатора — это небольшой вес, связанный с отсутствием трансформатора.

Что выбрать?

Ответ на вопрос зависит от: а) качества переменного тока в вашем доме; б) конкретного потребителя. Если вы твёрдо знаете, что напряжение у вас всегда держится около нормы в 220-230 В, то сетевого фильтра достаточно для защиты любого потребителя.

К сожалению, стабильность в сетях России – это скорее редкость, чем правило. Воспользуйтесь мультиметром и убедитесь в этом сами. Вряд ли вы всегда будете наблюдать нормальное напряжение, особенно где-нибудь в сельской местности.

Однако, не стоит тут же бежать за стабилизатором: не всей технике сегодня требуется стабильное значение в 220 В. В нём однозначно не нуждаются нагревательные приборы с ТЭНами, а также устройства непродолжительного использования с большими пусковыми токами (например, насосы, электроинструмент).

Большинство современной электроники оснащено импульсными блоками питания, способными работать в широком диапазоне: от 90 до 260 В и даже больше. Схемотехника таких БП всегда выдаёт постоянное стабильное напряжение для внутренних элементов схемы. Все компьютеры питаются от таких БП, поэтому, вопреки расхожему мнению, стабилизатор для компьютера не нужен. Конечно, здесь многое зависит от стоимости и класса компьютерного блока питания: дешёвые модели могут иметь более узкий диапазон или просто плохо работать даже при небольших отклонениях.

Телевизоры, мониторы, системные блоки компьютеров, светодиодные лампы и светильники, зарядники для ноутов, планшетов, телефонов и прочая бытовая техника, в состав которой входят импульсные БП, практически никогда не нуждается в стабилизаторах напряжения.

Каким устройствам действительно нужен этот агрегат? В первую очередь, это приборы продолжительного использования без встроенных блоков питания, в частности на базе электродвигателей: холодильники, насосные станции, кондиционеры и др. При повышении напряжения эти приборы начинают работать с перегрузкой, сильнее греются, быстрее изнашиваются.

Особенно чувствительны к перепадам напряжения некоторые модели газовых котлов. Но далеко не все! Поэтому перед тем, как покупать стабилизатор для газового котла, загляните в инструкцию к котлу.

Если в документации указан узкий рабочий диапазон входных напряжений (±5…10% от номинала), а напряжение в розетке прыгает значительно сильнее, то без стабилизатора, увы, не обойтись.

Если вы по-прежнему пользуетесь лампами накаливания и вас раздражает их мигание при скачках в электросети, то их тоже можно подключить через стабилизатор. Конкретно для этого случая очень советую стабилизаторы инверторного типа (например, ИнСтаб от Штиля).

Наконец, если любое устройство (пусть даже ЖК-телевизор или ПК с импульсными БП) периодически отключается при падениях напряжения – стабилизатор ему всё-таки нужен.

Проверяем работу устройства

Чтобы проверить работоспособность изделия потребуется собрать электрическую схему, включающую источник питания, нагрузку, предохранитель-автомат и реле. Для подачи питания используется трансформатор лабораторного типа ЛАТР, оснащенный рукояткой для плавной корректировки напряжения в диапазоне от 0 до 250 В. После программирования порогов срабатывания производится включение цепи питания, а затем выполняется понижение и повышение вольтажа. Для проверки значения параметра используется тестовый прибор, переключенный в режим вольтметра.

Сетевой фильтр

Его основное предназначение – сглаживание помех в электрической сети. Этот процесс производится за счет установленной в приборе электронной схеме, которая поглощает скачки и выравнивает частоту. Правда, сетевые фильтры ограничены, то есть, не все помехи они могут сгладить. И если такая вот помеха образуется в питающей сети, то защитный прибор просто отключается, тем самым отключая бытовую технику.

Чисто конструктивно сетевой фильтр – это, по сути, переноска (удлинитель) с разным количеством гнезд подключения (от одной до восьми). При этом, выбирая сетевой фильтр, необходимо учитывать, на какую нагрузку он предназначен. В соответствии с этим придется подключать к нему и определенное количество потребителей с суммарной мощностью, не превышающую мощность самого удлинителя.

В настоящее время производители предлагают сетевые фильтры с разными начинками. К примеру, со встроенной телефонной линией или с гнездом для интернета или факса. При этом и для этих видов подключения устанавливается схема сглаживания напряжения. Производители предлагают и модели, предназначение для компьютерных сетей, в которых сглаживание может производиться и целиком, и по отдельности на каждую линию. В общем, разнообразие достаточно приличное, и это радует.

Принцип работы

В схеме сглаживания используются варисторы. При скачке напряжения в высокую сторону варистор тут же увеличивает свое сопротивление. При этом большой ток преобразуется в тепловую энергию. Кстати, если напряжение будет очень большим, то есть вероятность, что варистор разорвет. Но это минимум потерь, ведь, таким образом, сохраняется сама бытовая техника.

В схеме обязательно присутствуют конденсаторы и катушки индуктивности. Именно они позволяют увеличить качество и долгосрочность эксплуатации прибора. Необходимо отметить, что фильтры, как и все защитные агрегаты, делятся по силе тока, который они через себя пропускают. Так вот есть специальные LC-модели, которые устанавливаются в сеть, где используются электродвигатели или сварочные аппараты. Ведь известно, что два этих вида оборудования сами являются источниками скачков напряжения.

И последнее. Огромное разнообразие моделей на рынке – это сложность выбора. Специалисты говорят о том, что под видом фильтров часто на полках магазинов лежат обычные удлинители, которые очень похожи на них. Правда, в этих приборах нет ни схем сглаживания, ни защитных блоков. Поэтому будьте бдительны.

Реле контроля напряжения

Реле также относятся к устройствам защиты электрических цепей от скачков напряжения. Они играют роль своего рода «барьеров» напряжения, исключая подачу напряжения к бытовым приборам после его резкого скачка.

Функционирование таких устройств основано на отключении подачи питания от внешней сети во внутреннюю, если величина напряжения превышает значение выбранной уставки. Одними из таких систем являются реле серии МР-63, которые обеспечивают эффективную защиту как в цепях переменного, так и постоянного тока.

Многофункциональное реле МР-63

Срабатывание электронной системы защиты этих устройств происходит, когда величина контролируемого напряжения в определенный момент превысит предельно заданное значение. Такие релейные системы в основном не имеют источников оперативного питания и работают от сети, которую контролируют. Они обеспечиваются цифровыми индикаторами, что позволяет визуально наблюдать величину напряжения в цепи, а при их срабатывании используется система аварийной светодиодной индикации.