5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Содержание

Трехфазные стабилизаторы напряжения

Как правильно выбрать трехфазный стабилизатор напряжения для дома

Агрегат под названием «стабилизатор напряжения трехфазный» – это сложное электронное устройство, позволяющее поддерживать параметры выходного питания на нужном уровне. Потребность в этих изделиях вызвана нестабильностью сетевого питания 380 Вольт, колебания которого достигают порой опасных величин. При установке стабилизаторов удается уберечь подключенное к нему промышленное и бытовое оборудование, нередко выходящее из строя из-за превышения напряжением предельных значений.

Особенности конструкции

По своей конструкции трехфазный стабилизатор – это три однотипных однофазных модуля с общей схемой управления и контроля. Известны два варианта исполнения таких устройств:

  • В первом случае это единая конструкция, включающая в себя три независимых контура стабилизации.
  • Второй вариант представляет собой три одинаковых однофазных стабилизатора, включенных по схеме «звезда» и размещенных в виде модулей в единой стойке.

Первое из исполнений применяется для обслуживания маломощных потребителей и стоит сравнительно дешево. Но за это приходится расплачиваться серьезными проблемами, возможными при его эксплуатации. При выходе из строя одной из 3-х схем всю конструкцию приходится ремонтировать или обновлять полностью. Вторая модификация (в виде стойки с независимыми модулями) отличается повышенной функциональностью, позволяющей не прерывать подачу питания при неисправности одной из фазных линий. В этом случае напряжение подается на выход напрямую, минуя проблемный модуль.

Особенностью подключения любых модификаций является раздельная подача фазы на каждый из преобразователей, в то время как рабочий ноль у них остается общим. Кроме того, корпуса этих устройств обязательно соединяются с имеющимся на промышленном объекте заземляющим контуром.

Схема управления и контроля стабилизаторов напряжения 380 В работает по особому алгоритму, позволяющему не только корректировать величину выходного напряжения, но и отключать прибор в следующих экстренных случаях:

  • величина напряжения одной из фаз ниже или выше критического уровня;
  • температура элементов регулировки преобразовательных модулей превышает заданный порог;
  • в схеме потребления обнаружен сильный перекос фаз.

Перекос фаз характерен для режима работы с неравномерной нагрузкой, когда значения фазных напряжений смещаются в сторону нуля трансформаторной нейтрали.

В качестве защитного элемента, отключающего нагрузку в аварийной ситуации, применяется встроенный в агрегат 4-х полюсный автомат. Стабилизатор 3-фазный внешне оформлен как вертикально установленная напольная конструкция. На ее переднюю панель, помимо органов управления, выведены индикаторы напряжения, выполненные в виде стрелочных вольтметров или современных цифровых индикаторов.

Принцип работы и сфера применения

Назначение любого стабилизатора состоит в поддержании выходного напряжения на заданном уровне. Для понимания принципа его работы сначала нужно ознакомиться со следующими особенностями внутреннего устройства:

  • основой большинства стабилизаторов является преобразователь-трансформатор с регулируемым числом витков на выходе, позволяющим изменять напряжение на них в ту или другую сторону;
  • до тех пор, пока показания на входе соответствуют номиналу, с выходной обмотки снимаются нормальные 220 Вольт;
  • если напряжение на входе изменилось в большую или меньшую сторону, встроенный в стабилизатор контроллер обрабатывает разницу и подает управляющий сигнал на специальный моторный механизм;
  • последний перемещает движок съемника напряжения в нужную сторону, корректируя выходное напряжение до момента достижения им номинала.

Среди выпускаемых промышленность образцов стабилизирующих устройств различают модели с плавной и ступенчатой регулировкой.

Область применения трехфазных стабилизаторов достаточно широка. Они устанавливаются в силовых цепях питания не только на производстве, но и в домашних условиях, в основном – в частных и загородных домах. Стабилизирующие устройства для бытовых нужд, как правило, отличаются невысоким показателем мощности, ограниченным величиной 30-50 кВт. Более энергоемкие агрегаты (до 100 кВт) нередко устанавливаются в городских офисах, в загородных поселках, а так же на небольших предприятиях.

Для личной дачи вполне достаточно устройства, гарантирующего получение на выходе мощности до 50-70 кВт. Промышленные образцы стабилизаторов с заявленной мощностью более 100 кВт устанавливаются в цехах заводов, в медицинских учреждениях, а также на выставочных площадках и в торговых центрах. Устройства с гальванической развязкой по напряжению, работающие в условиях повышенной влажности, востребованы в специализированных медучреждениях, лабораториях и научных центрах.

Виды трехфазных стабилизаторов

Промышленностью налажен выпуск большого количества модификаций стабилизаторов, рассчитанных на работу в трехфазных сетях. Перечень основных типов таких агрегатов:

  • релейные и тиристорные устройства;
  • электромеханические стабилизаторы;
  • феррорезонансные и инверторные модели;
  • гибридные приборы.

Каждая из этих позиций нуждается в отдельном рассмотрении.

Релейные и тиристорные образцы

В релейных устройствах для переключения витков выходной катушки встроенного трансформатора используются электромагнитные реле. Системы этого класса отличаются достаточным быстродействием и удобны в работе и обслуживании. Однако из-за механического характера переключений они недостаточно долговечны (ресурс срабатывания реле ограничен). При этом точность регулировки выходных показателей у релейных агрегатов недостаточна для практических нужд.

Тиристорные устройства не содержат механических контактов, так как их переключающая схема построена на основе полупроводниковых приборов. За счет этого показатели надежности и долговечности стабилизатора резко повышаются, а ресурс практически неограничен. Благодаря отлаженному производству современных электронных компонентов стоимость такого устройства невысока.

Электромеханические модели

В агрегатах этого типа подстройка выходного напряжения осуществляется путем механического перемещения щеток токосъемника, входящего в состав встроенного сервопривода. Этим и объясняется низкая скорость регулирования выходного параметра, не превышающая 15 Вольт в секунду. К другим недостаткам этих устройств относят:

  • излишнюю шумность;
  • сильное искрение в процессе работы;
  • низкую инерционность (устройство не успевает реагировать на резкие изменения входного напряжения).

Положительным качеством электромеханических приборов является высокая точность выставления выходных показателей (напряжения и мощности).

Феррорезонансные стабилизаторы

Этот тип стабилизирующих устройств напоминает обычные трансформаторные модели, у которых магнитопровод имеет ярко выраженную асимметрию. Этим он отличается от типовых конструкций с нелинейными магнитными характеристиками. Существенный недостаток этих агрегатов – низкий КПД по мощности. Кроме того, при необходимости управления большими токовыми нагрузками линейный дроссель получается значительных размеров.

Для снижения габаритов и массы устройства в него введен конденсатор, за счет которого магнитопровод приобретает резонансные свойства. Отсюда и название этого агрегата – феррорезонансный регулятор. Сегодня этот тип стабилизаторов (как и его электромеханический аналог) применяется только в особых случаях. В бытовых условиях на смену им пришли современные электронные приборы, называемые инверторами.

Инверторы

Инверторные модели построены по сложной электронной схеме, включающей в себя несколько ступеней преобразования входного напряжения. Благодаря этому удается получить практически идеальный регулятор, позволяющий поддерживать выходной уровень с недостижимой для других стабилизаторов точностью. Расширен и диапазон допустимых колебаний по входу, а скорость управления ограничена только быстродействием выходных ключевых элементов (высокочастотных транзисторов). Единственный недостаток электронных агрегатов – их высокая стоимость.

Гибридные приборы

Это тип стабилизирующих устройств появился на рынке сравнительно недавно (в 2012 году). Основа его конструкции – механический регулятор, в состав которого введены два преобразователя релейного типа. В нормальном режиме работает только электромеханическое устройство, а дополнительные узлы вступают в действие, когда основной модуль уже не справляется со своими функциями.

Невозможность поддерживать на выходе оптимальный уровень обычно проявляется при слишком заниженных или завышенных входных напряжениях, ограниченных диапазоном от 144 до 256 Вольт. Если эта величина меньше 144 или выше 256 Вольт, начинает работать вторая ступень стабилизации, собранная на э/м реле. Максимальный диапазон регулировки составляет от 105 до 280 Вольт.

Как выбрать трёхфазный стабилизатор напряжения?

Трёхфазные стабилизаторы напряжения находят широкое применение не только на промышленных объектах. Они могут применяться в коттеджных загородных посёлках, на объектах социальной инфраструктуры и на предприятиях малого бизнеса. Даже к жилым домам в некоторых случаях может быть подведена трёхфазная сеть, поэтому не исключено его использование и в качестве стабилизатора сетевого напряжения для дома.

Идеальная трёхфазная сеть должна иметь уровень напряжения 380В, но это соблюдается далеко не всегда, поэтому для нормализации сети применяются трёхфазные стабилизаторы напряжения.

Содержание:

Что такое трёхфазный стабилизатор?

По своей сути трёхфазный стабилизатор напряжения это три самостоятельных однофазных стабилизатора, которые объединены общей схемой контроля, и в случае перекоса фазы или её отключения, схема полностью отключит весь стабилизатор. Однофазные устройства подключаются таким образом, что на каждый блок подаётся своя фаза, а ноль является общим для всех блоков. Кроме того, сам корпус трёхфазного стабилизатора должен быть заземлён.

Читать еще:  Как зонировать однокомнатную квартиру с ребенком

Принципиальных отличий трёхфазного стабилизатора от однофазного прибора практически нет. Трёхфазные устройства могут иметь релейную, электромеханическую или тиристорную схему.

В трёхфазных стабилизаторах может быть более сложная схема защиты.

Она может отключать стабилизатор по любой из следующих причин:

  • Напряжение фазы ниже критического уровня;
  • Напряжение фазы выше критического уровня;
  • Температура элементов любого блока превысила определённый порог.

Иногда при подключении потребителей может возникнуть ситуация с неравномерной нагрузкой на отдельные фазы, что называется «перекос фаз». Элементом защиты в этом случае является трехфазный автомат. Стабилизаторы такого типа обычно представляют собой вертикальную напольную конструкцию. Кроме органов управления, на передней панелей располагаются индикаторы напряжения. Это могут быть стрелочные вольтметры или цифровые сегментные индикаторы.

Область применения трёхфазных стабилизаторов исключительно велика. Трёхфазные стабилизаторы напряжения для дома обычно имеют небольшую мощность. Она может ограничиваться 30-50 кВт. Стабилизаторы с мощностью до 100 кВт используются для электропитания небольших коттеджных посёлков, а так же на предприятиях малого бизнеса.

Устройства большой мощности устанавливаются на промышленных предприятиях. Если трёхфазный стабилизатор имеет гальваническую развязку, то он может эксплуатироваться в условиях повышенной влажности. Стабилизаторы такой конструкции применяются в специализированных медицинских учреждениях, лабораториях и научных центрах.

Виды стабилизаторов

В качестве трёхфазных стабилизаторов используются следующие схемы:

  • Электромеханические;
  • Релейные;
  • Тиристорные.

Если релейные и тиристорные стабилизаторы имеют определённые ограничения по мощности, то у электромеханических стабилизаторов этот параметр не является критичной величиной. Мощность электромеханических (электродинамических) устройств может достигать сотен киловатт.

Электромеханические

Трёхфазный промышленный стабилизатор напряжения может быть выполнен по одной из двух схем:

  1. В первом случае стабилизация осуществляется по среднефазному напряжению. В таком стабилизаторе имеются три трансформатора, по одному на каждую фазу, и три контактных регулятора напряжения, но управление ими осуществляется одним сервоприводом. Электронная схема контролирует точность стабилизации среднефазного напряжения и в случае его отклонения даёт команду серводвигателю. Стабилизатор напряжения, выполненный по такой схеме, подходит только для питания хорошо сбалансированных нагрузок. В этой схеме не задействован нулевой провод. Он проходит с входа на выход, не заходя в схему. Трёхфазный стабилизатор этой конструкции может работать с трёхфазными сетями, организованными по схеме «треугольник» без нейтрали.
  2. Во втором случае стабилизатор так же имеет три трансформатора, но у каждого установлен свой сервопривод и отдельная плата управления на каждую фазу. Это самая распространённая конструкция, которая может работать с любым видом трехфазной нагрузки и допускает некоторую их разбалансировку. Основной недостатокэлектродинамического стабилизатора это низкая скорость стабилизации, зависящая от времени, в течение которого скользящий контакт переместится по обмотке трансформатора для выполнения коррекции напряжения.

Главные достоинства:

  • Высокая точность регулировки;
  • Большой диапазон напряжения на входе;
  • Практически неограниченная мощность нагрузки.

Релейные

Трёхфазный стабилизатор, выполненный на электромеханических реле, состоит из трансформатора с секционированной обмоткой. Отдельные секции переключаются с помощью реле, изменяя тем самым коэффициент трансформации и меняя величину напряжения на выходе устройства.

Достоинства релейного стабилизатора – это высокая скорость срабатывания и надёжность, поскольку устройство не имеет механического привода и не нуждается в техническом обслуживании.

Недостатком можно считать дискретность (ступенчатость) установки напряжения, но при большом количестве электромагнитных реле это практически незаметно и не оказывает негативного влияния на нагрузку.

Тиристорные

По такому же принципу работает трёхфазный тиристорный стабилизатор. Переключение секций трансформатора, вместо реле, осуществляется электронными силовыми приборами. Это – тиристоры и симисторы. Стабилизатор такого типа обладает ещё более высокой скоростью корректирования напряжения, хотя его величина, так же как и у релейной конструкции, изменяется ступенями.

Трёхфазный электронный стабилизатор напряжения может иметь до 7-9 тиристорных ключей, что позволяет довести точность установки напряжения до 3-5%. Большим преимуществом электронных стабилизаторов является возможность работы в широком температурном диапазоне, включая и достаточно низкие температуры.

Симисторные устройства плохо работают с реактивной нагрузкой, поэтому в трёхфазных стабилизаторах практически не применяются.

Критерии выбора

На выбор трёхфазного стабилизатора могут повлиять следующие факторы:

  • Состояние (качество) входного напряжения;
  • Мощность потребителей электроэнергии;
  • Требуемая скорость выравнивания;
  • Необходимая точность установки напряжения;
  • Условия эксплуатации.

При выборе трёхфазного стабилизатора следует заранее знать, какие минимальные и максимальные величины напряжения сети могут возникнуть в процессе эксплуатации. Допустимый разброс входных напряжений всегда указывается в технической документации на изделие.

Трёхфазные стабилизаторы, работающие по среднефазному напряжению, используются преимущественно с реактивной нагрузкой, поэтому требуемую мощность несложно подсчитать по формуле. Стабилизаторы, представляющие собой три отдельных блока (по одному для каждой фазы), могут работать с любыми нагрузками. В каждом случае подсчёт мощности следует выполнять очень тщательно.

Если важным критерием является скорость стабилизации, то от использования сервоприводного электродинамического стабилизатора придётся отказаться. В этом случае подойдёт релейный трёхфазный стабилизатор, а если эксплуатация прибора подразумевает неотапливаемое помещение и работу при низкой температуре, то электронный стабилизатор.

Если наоборот, важна высокая точность установки, а скорость стабилизации менее важна, то электромеханический трёхфазный стабилизатор будет оптимальным вариантом.

Практически все модели современных стабилизаторов оборудуются системой «байпас». При нормальной величине напряжения сети нагрузка подключается к ней напрямую, минуя схему стабилизатора. При отклонении напряжения в ту или иную сторону, питание потребителей начинает осуществляться через стабилизатор.

Конструктивно, трёхфазный стабилизатор напряжения может быть выполнен в виде вертикальной напольной стойки, но могут быть устройства и с настенным креплением. Некоторые модели мощных стабилизаторов напряжения могут иметь систему принудительного воздушного охлаждения, что заметно облегчает режим работы трансформаторов и мощных полупроводниковых приборов.

Подключение трёхфазного стабилизатора

Подключение трёхфазного стабилизатора напряжения не является слишком сложной задачей, но если человек не имеет элементарных знаний и опыта в электротехнике, то лучше поручить это дело специалистам. Трёхфазный стабилизатор напряжения состоит из трёх отдельных блоков. На задней панели каждого блока расположена винтовая колодка со следующими обозначениями:

Бытовой стабилизатор устанавливается после входного автомата и счётчика. Каждая из трёх фаз подключается к соответствующей клемме каждого блока. Клеммы «ноль» всех блоков соединяются между собой. Клеммы «фаза-выход» подключаются к автоматам нагрузки. Подробная схема подключения всегда имеется в техническом описании, с которым следует тщательно ознакомиться, поскольку каждая модель стабилизатора может иметь некоторые конструктивные особенности.

Стабилизаторы от компании «Энергия»

Трёхфазный стабилизатор напряжения 15 кВт «Энергия HYBRID СНВТ 15 000/3» представляет собой оригинальное техническое решение, объединяющее в одном устройстве два принципа стабилизации напряжения – электродинамический (сервоприводный) и релейный. Прибор обеспечивает устойчивую работу в диапазоне напряжения сети от 105 до 280В и гарантирует установку напряжения 220±3%.

Стабилизатор может использоваться на даче, в загородных жилых домах, офисах и небольших производственных предприятиях. Прибор выполнен в виде вертикальной стойки и оснащён всеми видами защиты.

При выборе трёхфазных стабилизаторов следует обращать внимание преимущественно на российские разработки, поскольку они, в отличие от зарубежных производителей, полностью адаптированы для эксплуатации в наших условиях.

Стабилизаторы напряжения трехфазные: виды, характеристики, назначение

Аппараты, стабилизирующие электричество, выпускают номиналами мощности от 10 до 20 кВт для бытовых целей и от 15 до 100 кВт – для промышленной сферы. По диапазону изменения входного напряжения допустимого для регулирования стабилизатором, они бывают обычные и расширенного диапазона.

Что такое стабилизаторы напряжения трехфазные и где их применяют

Стабилизатором напряжения трехфазным называют устройство, которое подключается к трехфазной сети (380 В, 50 Гц – частота тока переменного) и призвано поддерживать напряжение на каждой фазе выхода в стандартных пределах 220 В +,- 5%, нивелируя все скачки и просадки электричества на его входе. Стабилизаторы напряжения трехфазные состоят из трех однофазных стабилизаторов, объединенных в схему. Каждый отдельный блок выполнен на базе своего трансформатора и платы контроллера для реагирования изменения входного электричества. Параметры каждого отдельного устройства одинаковы с остальными.

Применяют трехфазные стабилизаторы напряжения для дома, когда разгружают входной трансформатор, используя все три фазы. Каждая из них питает отдельную линию нагрузки. В промышленных целях стабилизатор напряжения трехфазный 15 кВт и выше используют для запитывания агрегатов, работающих от трехфазной сети питания (мощные электродвигатели и нагреватели).

Принцип действия стабилизаторов

Простейшие трехфазные стабилизаторы напряжения для дома принцип действия имеют такой, который основан на свойстве трансформатора повышать либо понижать напряжение на своем выходе в зависимости от того, как оно изменяется на входе. Трансформатор, используемый в стабилизаторе, имеет выходную обмотку, с которой возможно снимать электроэнергию, перемещаясь по виткам. То есть, когда напряжение на входе соответствует номиналу, обмотка выдает номинальное выходное его значение. Если напряжение на входе изменилось, например, на 20 % от номинального, то контроллер преобразует эту разницу, подавая сигнал на устройство перемещения по виткам выходной обмотки трансформатора. Последнее, в свою очередь, занимает такое положение, что увеличивается либо уменьшается количество витков выходной обмотки, а параметры электричества на выходе остаются неизменными.

Бывают системы стабилизации с плавной регулировкой либо ступенчатой. Если контроллер основан на электромеханической системе, то она может иметь небольшую инерцию при резких и быстрых изменениях входного напряжения.

Феррорезонансный стабилизатор

Промышленный стабилизатор напряжения трехфазный 15 кВт является наиболее простой и надежной системой. Он позволяет быстро регулировать и точно стабилизировать электричество (отклонение не выше 3 %), исключает разрыв фазы и может работать при температурах ниже -40 градусов.

Недостаток системы: в маленьком диапазоне входных регулируемых параметров, в процессе работы наводятся помехи, создаются сильные шумы. Такие стабилизаторы напряжения трехфазные очень громоздки.

Читать еще:  Что пить при отравлении алкоголем? Алкогольное отравление, что делать.

Стабилизаторы электромеханического типа

Электромеханические трехфазные стабилизаторы напряжения эффективно работают в электрических сетях и линиях, где изменение сетевых параметров не имеет резкого характера. Выходное напряжение изменяется за счет передвижения щетки токосъемного контакта по виткам выходной катушки трансформатора. При этом скорость регулировки электричества довольно медленна и не превышает 15 Вольт за секундный интервал времени. Агрегаты имеют повышенную шумность и высокое искрообразование в процессе эксплуатации, зато они точны по мощности.

Релейные стабилизаторы напряжения

В этих типах устройств переключение витков трансформатора реализовано на релейной схеме (реле электромагнитное). Системы обладают высокими показателями реагирования на изменение входного напряжения и долговечны в работе, но точность выравнивания электроэнергии у них невысокая.

Электронные схемы стабилизации

Имеются ввиду тиристоры, симисторы. Стабилизаторы трехфазные, которые нашли самое широкое применение благодаря универсальной схеме. Она позволяет получать высокую скорость срабатывания, высокоточность преобразования напряжения на выходе и работать в линиях со скачками электроэнергии в широких пределах. Процесс переключения выходных обмоток трансформатора реализован на электронных ключах и происходит ступенчато.

Характеристики стабилизаторов напряжения

Прежде чем приобрести стабилизирующее устройство, необходимо проанализировать его основные параметры:

  • Мощность полная. Стабилизатор напряжения имеет возможность пропустить только определенную силу тока, на которую рассчитаны его обмотки, поэтому необходимо точно знать, какую суммарную мощность будет потреблять нагрузка линии. При этом следует учитывать токи включения приборов и устройств и брать стабилизатор с запасом по мощности, отталкиваясь от расчетов.
  • Широта диапазона напряжения на входе. Параметр показывает, при каких минимальных и максимальных значениях входного электричества аппарат имеет возможность выполнять стабилизирующую функцию. Важно помнить, что чем больше диапазон, тем может быть меньшей точность стабилизации.
  • Точность выравнивания напряжения. Выпускают устройства низкого показателя точности, разброс регулировки у которого составляет +,- 7% и высокоточные стабилизаторы. Первые относительно недороги и подходят для питания бытовой аппаратуры. Для всех высокоточных приборов и дорогостоящей аппаратуры предпочтительней второй вариант стабилизаторов.
  • Степень быстродействия. Зависит от системы управления выходной обмоткой трансформатора в стабилизаторе. Этот параметр важен при частых перепадах напряжения в сети, особенно при запитывании ответственных объектов, больниц, например, где важна стабильность работы поддерживающих жизнеобеспечение устройств, либо чувствительных сетей бесперебойных систем питания.
  • Наличие систем защиты. Защита может осуществляться по входному напряжению. То есть когда параметры электричества на входе устройства выходят за пределы, которые может регулировать стабилизатор, тогда система отключает нагрузку. Защита при перегрузках и токах короткого замыкания в питающей линии. Она отключает стабилизатор от линии, сохраняя от сгорания его силовую схему и контроллер. Защита нагрузки при выходе из строя элементов стабилизатора разрывает цепь на выходе стабилизатора. Тепловая защита стабилизатора включает системы вентиляции при повышении допустимой температуры частей схемы либо, вообще, отключает прибор при возможности перегрева.
  • Вид регулировки напряжения. Бывают устройства регулировки плавной, а бывают ступенчатой. К первым системам относится электромеханика и стабилизация на усилителях магнитного типа. Ко вторым – системы релейные и электронные.
  • Климатическое исполнение устройства. Показывает, в каком температурном режиме и влажности может работать трехфазный стабилизатор напряжения 3 кВт и выше.
  • Уровень шума, производимого аппаратом. Самые большие децибелы выдают системы на усилителях магнитных, чуть ниже электромеханические. Щелчки производят релейные стабилизаторы напряжения трехфазные, электронные не шумят.

Когда выгоднее ставить трехфазный и однофазный стабилизаторы

Часто случается так, что для запитывания большого дома используют трехфазное напряжение, распределяя каждую фазу на свою линию. Как поступить в этом случае: поставить трехфазный стабилизатор или на каждую линию отдельно свой собственный однофазный? На первый взгляд может показаться, что разницы нет ведь в трехфазном собраны те же однофазные стабилизаторы только в одном корпусе. Но отличие существенно, потому что система безопасности трехфазного устройства отключает нагрузку при наличии аварии на любой фазе. Поэтому если в цепи не предусмотрены устройства трехфазного питания, то, чтобы не остаться полностью без электричества, лучше регулировать напряжение каждой фазы своим стабилизатором.

Если же в хозяйстве есть трехфазные двигатели, тогда подключение трехфазного стабилизатора напряжения неизбежно. Но когда вопрос за деньгами не стоит, лучше применить комбинированную систему – линии запитать однофазниками, а трехфазное оборудование отдельно идентичным стабилизатором. В промышленной сфере применяют только промышленный стабилизатор напряжения трехфазный.

Заключение

Правильное подключение любых стабилизаторов напряжения могут осуществить только профессиональные электрики, которые имеют допуск к работе с высоковольтными сетями.

Как правильно выбрать трехфазный стабилизатор напряжения

Какой мощности должен быть?

При выборе трехфазного стабилизатора в первую очередь необходимо определиться с мощностью, которой должен обладать прибор.

Для трехфазных моделей существует следующая градация:

  • до 30 кВт;
  • от 30 до 100 кВт;
  • свыше 100 кВт.

К первой категории относятся стабилизаторы напряжения, мощности которых хватает, чтобы обеспечить население качественным электропитанием на бытовом уровне (ставятся в частных домах, коттеджах) или в небольших организациях.

Стабилизаторы мощностью от 30 до 100 кВт уже предназначены для работы с мощным промышленным оборудованием.

Приборы свыше 100 кВт используются для группы сверхмощных потребителей.

Так как самой распространенной и востребованной является первая категория (до 30 кВт), рассмотрим подбор трехфазного стабилизатора напряжения на ее примере.

Существует два способа, как узнать необходимую мощность:

    Способ № 1 : подбор для одного-двух потребителей на 380В.

В данном случае все достаточно просто — необходимо посмотреть в техническом паспорте мощность каждого прибора, посчитать суммарную мощность и брать стабилизатор на 30% превышающий данное значение (с падением напряжения падает и выдаваемая стабилизатором мощность, поэтому чтобы всегда иметь необходимые заявленные киловатты, нужно брать стабилизатор с запасом мощности).

Способ № 2 : подбор для всего объекта (частного дома или коттеджа).

На каждый объект электриками ставится ограничительный вводной автомат, который, во избежание пожаров, не позволяет одновременно включить электроприборы большей мощности, чем рассчитана электропроводка.

Чаще всего на современный частный дом выделяется 15 — 20 кВт (киловатт) и ставится вводной автомат на 20 или 25А (ампер).

Современные вводные автоматы 20 и 25 ампер для дома

Давайте подсчитаем, какой мощности нужен стабилизатор напряжения в дом с автоматом 20 ампер. Для этого используем формулу:

20 * 220 * 3 = 13200

Получаем 13200 Вт (ватт) или 13,2 кВт (киловатт).

Трехфазные модели стабилизаторов выпускаются на 30, 20, 15, 9, 6 кВа. Понимаем, что на 9 кВА мощности стабилизатора будет не хватать, а вот вариант на 15 кВА теоретически должен подойти. Почему теоретически? Об этом попробуем рассказать в следующем блоке.

15 кВА и 15 кВт — это одно и то же?

Внимательный читатель заметил, что 20амперный вводной автомат рассчитан на суммарную мощность всех потребителей в доме до 13,2 кВт (киловатта), а мощность стабилизаторов указывается в кВА (киловольт-амперах). Из этого возникает вопрос: можно ли приравнять кВт (киловатты) и кВА (киловольт-амперы)?

Чтобы дополнительно не перегружать статью техническими терминами, ответим, что есть 2 варианта ответа:

  • 15 кВА равно 15 кВт — если ни один потребитель в доме не имеет электродвигателя в своей конструкции. К таким электроприборам относятся: лампочки, ноутбук, стационарный компьютер, телевизор и т.д;
  • 15 кВА не равно 15 кВт — если в доме есть потребители с электродвигателем. Это: холодильник, кондиционер, насос, циркулярная пила и т.д.
    В этом случае необходимо перевести кВА в кВт. Для этого умножаем мощность стабилизатора (в нашем случае это 15 кВА) на коэффициент реактивной мощности «0.7»:

15 * 0.7 = 10.5 кВт

Как видим, при наличии указанных потребителей с электродвигателем, получаем стабилизатор напряжения уже не на 15 кВт, а всего на 10,5 кВт. Понятно, что этой мощности будет недостаточно и подойдет стабилизатор только на 20 кВА:

Вот теперь, для нашего вводного автомата в 20 ампер на 13,2 кВт, удалось узнать требуемую мощность трехфазного стабилизатора — 20 кВА, который в реале будет выдавать 14 кВт.

Теперь, зная всю схему подсчетов, можем быстро подсчитать необходимую мощность стабилизатора, если на дом подведена сеть 380 вольт и стоит вводной автомат уже на 25А (ампер):

  • умножаем: 25 * 220 * 3 = 16 500 Вт (или 16,5 кВт);
  • если нету потребителей с электродвигателем (в чем я сильно сомневаюсь), то берем трехфазный стабилизатор на 20 кВА;
  • если же приборы с электромотором есть, то умножаем 20 кВА на 0.7 и получаем только 14 кВт, который будет выдавать трехфазник, и 16,5 кВт которые выделяются вводным автоматом он станет попросту обрезать и уже будет отключаться по перегрузу с нагрузкой в 14 кВт. Чтобы этого избежать, нужно ставить трехфазник на 30 кВА:

Казалось бы, нам нужен стабилизатор на 16.5 кВт, ну максимум на 17 кВт, а 21 кВт это много. Но тут всплывает первый подводный камень — при падении напряжения в сети падает и выдаваемая стабилизатором мощность, которая будет составлять 85% от номинальной, а при очень сильных просадках и все 60%:

При выборе стабилизатора с запасом мощности у нас будет тот самый необходимый запас в 30%, который электрики так рекомендуют закладывать, чтобы избавиться от ситуаций, когда стабилизатор не выдерживает и отключается по перегрузу.

Когда напряжение сильно падает, то ни один стабилизатор не в состоянии выдавать номинальную мощность. А чтобы всегда получать заявленные киловатты, как раз и требуется брать аппарат по мощности на 30% больше, чем необходимо.

Мощность стабилизатора напряжения необходимо подбирать исходя из значения вводного автомата и с запасом по мощности на 30%.

Нужен ли морозостойкий стабилизатор и как сильно падает напряжение?

С мощностью мы определились и теперь нужно понять, будет стабилизатор стоять в отапливаемом помещении или требуется аппарат с возможностью работы при минусовых температурах.

Морозостойкие трехфазники, обычно, имеют ценник выше. Для примера сравним стабилизаторы на 20 кВА:

Трехфазный стабилизатор напряжения

Качество электроэнергии это не абстрактное понятие, а набор определенных показателей, регулируемых нормами ГОСТа 32144-2013. Соответственно, производители электрооборудования, для обеспечения функциональности своей продукции, также должны ориентироваться на нормированные характеристики питающих сетей. Но что делать в случаях перепадов или скачков напряжения в электрической сети, проявление которых не поддается прогнозированию? Самый оптимальный вариант решения задачи – установить трехфазный стабилизатор напряжения.

Устройство и принцип работы

Практикуется два варианта исполнения трехфазных стабилизаторов:

  1. Единая конструкция, включающая в себя три контура стабилизации, независимых друг от друга.
  2. Три однофазных стабилизатора (одного типа), подключенных «звездой» и размещенных в одной стойке.

Исполнение 3-х фазных стабилизаторов: единая (1) и модульная (2) конструкции

Единые конструкции, как правило, применяются для стабилизации питания маломощных потребителей. В этом случае моноблочная конструкция обойдется дешевле модульных стабилизаторов, не если выйдет из строя один из контуров нормализации напряжения, в ремонт придется сдавать всю установку.

Основное преимущество модульной конструкции заключается в том, что при неисправности одного из блоков стабилизации функция «байпас» включает подачу питание напрямую, минуя проблемный модуль. Это позволяет не прерывать подачу электроэнергии, пока производится ремонт и не требует доставки в мастерскую всей конструкции.

Что касается принципа работы трехфазных стабилизаторов, то он такой же, как у однофазных приборов, которые мы уже рассматривали, в одной из предыдущих публикаций.

Типы трехфазных стабилизаторов напряжения

Классификация приборов, обеспечивающих нормализацию качества электроэнергии, производится в зависимости от их принципа действия и способа управления. На текущий момент применяются следующие виды стабилизаторов:

  • Электронные (тиристорные), устройства данной группы управляются автоматически, то есть отсутствует необходимость настройки пользователем. Широко применяются для защиты бытовых электрических приборов от перекоса фаз, скачков напряжения и т.д.
  • Сервоприводные (электромеханические), трехфазные модели выпускаются под рабочее напряжение 0,4-11,0 кВ, как правило, предназначены для промышленного использования.
  • Релейные, в настоящее время данный вид стабилизаторов вытесняется более современными моделями с электронными ключами.
  • Феррорезонансные.
  • Инверторные.

Кратко опишем особенности перечисленных выше видов.

Релейные

В основу работы приборов данной группы заложен дискретный принцип нормализации электроэнергии. Для этого осуществляется переключение между обмотками блоков трансформаторов, чтобы повысить или понизить уровень выходных напряжений, с целью максимального приближения к номинальным параметрам. Коммутация обмоток осуществляется при помощи силовых реле, за работу которых отвечает электронный блок управления.

Ниже представлено фото релейного однофазного модуля с обозначением основных элементов.

Основные элементы релейного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Электронный блок контроля работы.
  • В – Блок коммутации.
  • С – Стабилизирующий трансформатор.

Тиристорные

В качестве базовой основы данного вида стабилизаторов используется тот же принцип что и у релейных модификаций. Единственное отличие заключается в блоке коммутации, где вместо силовых реле используются электронные ключи – тиристоры или симисторы (сдвоенные тиристоры), что отразилось в названии приборов этого типа.

Устройство стабилизатора Vektor Energy на электронных ключах

Обозначения:

  • А – Автотрансформатор.
  • В – Электронные ключи (в данной модели используются симисторы).
  • С – Блок управления.

Иногда тиристорные стабилизаторы называют электронными, что тоже считается правильным, поскольку тиристоры, по сути, являются электронными ключами.

Электромеханические

Основным элементом данной конструкции является автотрансформатор, снабженный подвижным токосъемником. За счет перемещения последнего производится плавное управление коэффициентом трансформации, что позволяет корректировать линейное напряжение в однофазных и трехфазных сетях, обеспечивая высокую точность стабилизации.

В ранних моделях данного вида управление выходным напряжением осуществлялась вручную. Сегодня этот процесс полностью автоматизирован, перемещение токосъемника по обмотке автотрансформатора обеспечивает сервопривод, управляемый электронным контролером. Ниже представлено изображение трехфазного стабилизатора электромеханического типа и основные элементы одного из его модулей.

Особенности конструкции релейного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Сервопривод, перемещающий токосъемник.
  • В – Плата управления.
  • С – Токосъемный механизм.
  • D – Автотрансформатор.

Феррорезонансные

Данный вид можно без преувеличения назвать прародителем бытовых нормализаторов напряжения. В нашей стране их широкое применение началось в середине 50-х годов прошлого века, когда ламповые телевизоры и другая бытовая техника стали доступны широким слоям населения.

В основу работы этого прибора заложен феррорезонансный эффект, в ходе которого устанавливается электромагнитное взаимодействие двух дросселей с насыщаемым и не насыщаемым сердечниками. Основные элементы такой конструкции представлены ниже.

Основные элементы феррорезонансного стабилизатора

Обозначения:

  • A – Трансформатор.
  • В – Дроссель с насыщаемым сердечником (выходной).
  • С – Дроссель с не насыщаемым сердечником (входной).
  • D – Сглаживающий конденсатор.

Инверторные

Это наиболее современная разработка нормализаторов питания. Принцип работы таких устройств коренным образом отличается от более ранних модификаций. В основу положено двойное преобразование. То есть, на первом этапе входной переменный ток преобразуется в постоянный. На втором этапе производится обратное инвертирование в синусоидальное напряжение с максимальным приближением к номинальным параметрам электрической сети.

Блок схема и устройство инверторного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Входной фильтр.
  • B – Блок преобразования и коррекции сетевого напряжения.
  • С – Управляющий блок и входящие в него исполнительные элементы.
  • D – Контролер управления электронными ключами.
  • Е – Сглаживающий емкостной фильтр.
  • F – Инверторный преобразователь.

Гибридные приборы

Гибридные типы устройств комбинируют в себе свойства двух стабилизаторов, например, электромеханического и тиристорного. При небольших скачках напряжения нормализация осуществляется при помощи электромеханической составляющей, когда уровень превышает рабочий диапазон, электронные ключи осуществляют перекоммутацию обмоток трансформатора. Благодаря такой комбинации гибридные стабилизаторы позволяют использовать преимущества того или иного способа нормализации напряжения, правда, следует учитывать, что недостатки тоже суммируются.

Преимущества и недостатки

Предлагаем ознакомиться с плюсами и минусами различных типов нормализаторов напряжения, перечисленных выше. Начнем с релейного типа:

  1. Преимущества, к таковым следует отнести: относительно невысокую стоимость и быстродействие (в пределах 20,0 – 40,0 мс).
  2. Недостатки:
  • Не подходит для промышленного применения из-за недостаточной выходной мощности.
  • Большая дискретность и погрешность, последняя может быть на уровне 7,5%.
  • Небольшой уровень перегрузочной устойчивости (около 120%-160%).
  • Применение механических контактов существенно сокращает срок эксплуатации (как правило, не более 5-ти лет).

Теперь рассмотрим особенности моделей, в которых применяются электронные ключи:

  1. Плюсы:
  • Достаточно высокое быстродействие (около 20-ти мс).
  • Большой рабочий ресурс (порядка 10-и – 20-и лет).
  1. Основные минусы: высокая дискретность и низкая устойчивость к перегрузке.

У электромеханических приборов также имеются свои сильные и слабые стороны, к первым можно отнести:

  • Плавное изменение уровня напряжения.
  • Высокая скорость быстродействия и низкая погрешность стабилизации.
  • Перегрузочная устойчивость может составлять 500%-1000%.
  • Широкий диапазон рабочей температуры (от -25°С до 55°С ) и большой эксплуатационный ресурс (30 лет и более).

Что касается недостатков, то у электромеханических моделей их всего два: значительный вес и высокая стоимость.

У феррорезонансных стабилизаторов напряжения самый продолжительный срок эксплуатации (до 50-и лет), небольшой уровень погрешности (порядка 1%) и вполне приемлемая перегрузочная устойчивость (до 300%). Но данному виду присущи специфические недостатки, а именно характерный гул при работе, большой вес и габариты, а также сравнительно высокая стоимость.

Инверторные модели обладают более широким диапазоном входных напряжений, чем у других модификаций нормализаторов. Помимо этого они обеспечивают высокую точность выходного напряжения (погрешность составляет не более 1%) и его плавное регулирование. Инверторные приборы обладают небольшим весом, малыми габаритами и значительным рабочим ресурсом (до 25-и лет эксплуатации). К сожалению, относительно небольшой запас выходной мощности не позволяет использовать такие модели на промышленных предприятиях и объектах.

Что касается гибридных моделей, то их достоинства и недостатки определяются составляющими.

Схемы подключения

Подключение стабилизаторов на 3 фазы осуществляется в соответствии с прилагающийся инструкцией, пример типовой схемы показан ниже.

Типовое подключение 3-х фазного стабилизатора

При подключении 3 однофазных блоков для нормализации сети 380 В, или более высокого напряжения, питающего промышленное оборудование, может быть задействована схема подключения, представленная ниже.

Подключение 3-х однофазных блоков стабилизации

Обратим внимание, что обеспечить надежную защиту техники, запитанной от 3-х фазной сети, стабилизируемой от трех отдельных однофазных устройств, необходимо использовать блок синхронизации. Пример такого подключения показан ниже.

Подключение 3-х модулей с применением блока синхронизации

Обозначения:

  • А – Электросчетчик.
  • В – Блок синхронизации.
  • С – Распределительный шкаф, для подключения нагрузки.
  • D, Е, F – Однофазные модули нормализации напряжения.

Как выбрать – основные критерии

Перечисли факторы, требующие особого внимания при выборе стабилизатора:

  1. Тип электросети, в зависимости от этого используют однофазные или трехфазные нормализаторы.
  2. Качество электроэнергии. То есть, в насколько широком диапазоне происходят колебания напряжения. Соответственно, выбирается модель с соответствующими показателями.
  3. Суммарная мощность нагрузки должна соответствовать номинальной мощности нормализатора. Например, если общая нагрузка 3 кВт, то прибор должен быть рассчитан на мощность 3 и более киловатт. Для повышенной надежности защиты электроприборов рекомендуется иметь запас по мощности.
  4. С какой скоростью прибор регулирует напряжение, если этот параметр критичен, следует отдать предпочтение релейным, тиристорным или инверторным моделям.
  5. Точность параметров выходного напряжения (величина погрешности), при повышенных требованиях рекомендуется использовать высокоточные трехфазные феррорезонансные или инверторные нормализаторы. Они обеспечивают высочайший уровень точности.

Рекомендуем с осторожностью относиться к изделиям неизвестных китайских брендов, низкая цена — единственное их достоинство. При этом, в большинстве своем, они не могут обеспечить стабильное напряжение при приближении к номинальной нагрузке.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector