Зачем нужен стабилизатор напряжения?

Темпы роста энерговооруженности нашего быта достигли впечатляющих вершин - от лампочки освещения и утюга в 50-х годах, до персональных компьютеров, домашних кинотеатров и разного рода комбайнов в наши дни. Рост же электропотребления в промышленности еще более значителен. В последнее время положение с качеством электропитания усугубилось с появлением энергоемкого оборудования и технологий, управление которыми основано на коммутационном принципе (с помощь реле, контакторов, тиристоров и персональных компьютеров). Это явилось причиной таких нарушений электропитания, как высокочастотные импульсы и искажение синусоидальной формы напряжения и тока.

К сожалению, усилия компаний-поставщиков электроэнергии не только не могут гарантировать потребителям стабильного по величине напряжения, но и сами усугубляют проблему. Так, поставщики электроэнергии, и это не секрет, часто поднимают напряжение в низковольтных сетях с 220/380 (±5 %) до 230/400 (±10 %). В результате все подключенное электрооборудование, рассчитанное на напряжение 220 В, будет потреблять на 9, 3% больше энергии, чем необходимо. Эти и другие нарушения качества электропитания могут привести не только к выходу из строя оборудования, сбоям техпроцессов и потерям данных, но и к человеческим жертвам (при отказе средств жизнеобеспечения и пожаротушения).

Для примера рассмотрим разные электрические устройства и тот эффект, который оказывает на них избыточное и недостаточное напряжение в сети.

В осветительных системах повышенное на 10% напряжение увеличивает световой поток на 30% и снижает ресурс лампы, в среднем на 40%. Расход энергии при этом возрастает на 21%. Снижение напряжения на эту величину в газонаполненных лампах приводит к потере излучаемого света примерно на 42%.

В электродвигателях пусковой момент изменяется в зависимости от напряжения следующим образом. Если напряжение ниже номинального на 10% , момент падает на 20% и нагрев обмоток возрастает приблизительно на 7 градусов. Если же напряжение выше номинала на 10%, ток вырастает на 12%, нагрев на 10 градусов и потребление энергии на 21%.

В оборудовании, в состав которого входят нагревательные элементы. Недостаточное напряжение (-10%) приводит к тому, что процессы, на которые должно затрачиваться, к примеру, 4 часа, продляться 5 часов, так как количество выделенного им тепла изменяется пропорционально квадрату напряжения.

Поскольку проблема не нова и все вышесказанное хорошо известно, специалистами различных уровней предпринимаются значительные усилия в направлении более рационального использования энергоресурсов. И наиболее  эффективная мера энергосбережения с минимумом капитальных вложений – стабилизация напряжения.

Стабилизатор напряжения  - это устройство, гарантирующее получение стабилизированного напряжения 220 вольт, независимо от его величины в питающей сети.

Самыми простыми стабилизаторами являются электромеханические на базе автотрансформатора, где щетки приводятся в движение вдоль вторичной обмотки реверсивным двигателем. Двигатель получает управляющее напряжение по результатам измерения напряжения на выходе.

Эта система в течение гарантийного срока вполне работоспособна, однако при дальнейшей эксплуатации, особенно в наших российских условиях при частых перепадах напряжения, существует опасность выхода из строя механического привода щеток и межвиткового замыкания обмоток из-за их стирания. Поэтому такие свойства этого стабилизатора, как повышенная пожароопасность с ростом его мощности и большая инерционность, являются существенным «противопоказанием» для питания оборудования, требовательного к качеству питания.

Электронные же стабилизаторы на базе электронных ключей (тиристоров). Гораздо быстрее реагирует на изменения напряжения в сети и оснащены системами защиты как нагрузки, так и самого стабилизатора.

Использование стабилизатора напряжения позволяет обеспечить не только экономию энергии благодаря устранению недостатков напряжения в сети, но и:

·         рост ресурса и производительность оборудования благодаря тому, что оно не подвергается неожиданным изменениям напряжения питания и работает на том напряжении, на которое оно рассчитано;

·         снижение стоимости обслуживания, т.к. возрастает ресурс оборудования – период  замены отдельных узлов или оборудования в целом удлиняется благодаря длительному сохранению ими работоспособности. Количество поломок и отказов также снижается благодаря устранению факторов риска;

·         адаптацию оборудования, рассчитанного на сеть 220/380 вольт, при переходе на сеть 230/400 вольт без дополнительных капиталовложений. Современный стабилизатор напряжения я является самой доступной и эффективной мерой энергосбережения, особенно в условиях. Когда управление энергозатратами является ключевым моментом при потреблении электроэнергии.

Размещено компанией ООО "ЭнергоНезависимость"