Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Якість електроенергії це не абстрактне поняття, а набір певних показників, які регулюються нормами ГОСТу 32144-2013. Відповідно, виробники електрообладнання, для забезпечення функціональності своєї продукції, також повинні орієнтуватися на нормовані характеристики живлять мереж. Але що робити у випадках перепадів або стрибків напруги в електричній мережі, прояв яких не піддається прогнозуванню? Найоптимальніший варіант вирішення завдання - встановити трифазний стабілізатор напруги.

Пристрій і принцип роботи

Практикується два варіанти виконання трифазних стабілізаторів:

  1. Єдина конструкція, що включає в себе три контури стабілізації, незалежних один від одного.
  2. Три однофазних стабілізатора (одного типу), підключених «зіркою» і розміщених в одній стійці.
Виконання 3-х фазних стабілізаторів: єдина (1) і модульна (2) конструкції

Єдині конструкції, як правило, застосовуються для стабілізації живлення малопотужних споживачів. В цьому випадку моноблочна конструкція обійдеться дешевше модульних стабілізаторів, що не якщо вийде з ладу один з контурів нормалізації напруги, в ремонт доведеться здавати всю установку.

Основна перевага модульної конструкції полягає в тому, що при несправності одного з блоків стабілізації функція «байпас» включає подачу харчування безпосередньо, минаючи проблемний модуль. Це дозволяє не переривати подачу електроенергії, поки проводиться ремонт і не вимагає доставки в майстерню всієї конструкції.

Що стосується принципу роботи трифазних стабілізаторів, то він такий же, як у однофазних приладів, які ми вже розглядали, в одній з попередніх публікацій.

Типи трифазних стабілізаторів напруги

Класифікація приладів, що забезпечують нормалізацію якості електроенергії, виробляється в залежності від їх принципу дії і способу управління. На поточний момент застосовуються такі види стабілізаторів:

  • Електронні (тиристорні), пристрої даної групи управляються автоматично, тобто відсутня необхідність настройки користувачем. Широко застосовуються для захисту побутових електричних приладів від перекосу фаз, стрибків напруги і т.д.
  • Сервопривідні (електромеханічні), трифазні моделі випускаються під робочу напругу 0, 4-11, 0 кВ, як правило, призначені для промислового використання.
  • Релейні, в даний час даний вид стабілізаторів витісняється більш сучасними моделями з електронними ключами.
  • Ферорезонансні.
  • Інверторні.

Коротко опишемо особливості перерахованих вище видів.

релейні

В основу роботи приладів даної групи закладений дискретний принцип нормалізації електроенергії. Для цього здійснюється перемикання між обмотками блоків трансформаторів, щоб підвищити або знизити рівень вихідних напруг, з метою максимального наближення до номінальних параметрів. Комутація обмоток здійснюється за допомогою силових реле, за роботу яких відповідає електронний блок управління.

Нижче представлено фото релейного однофазного модуля з позначенням основних елементів.

Основні елементи релейного стабілізатора

позначення:

  • А - Електронний блок контролю роботи.
  • В - Блок комутації.
  • З - Стабілізуючий трансформатор.

тиристорні

В якості базової основи даного виду стабілізаторів використовується той же принцип що і у релейних модифікацій. Єдина відмінність полягає в блоці комутації, де замість силових реле використовуються електронні ключі - тиристори або сімістори (здвоєні тиристори), що відбилося в назві приладів цього типу.

Пристрій стабілізатора Vektor Energy на електронних ключах

позначення:

  • А - Автотрансформатор.
  • В - Електронні ключі (в даній моделі використовуються сімістори).
  • З - Блок управління.

Іноді тиристорні стабілізатори називають електронними, що теж вважається правильним, оскільки тиристори, по суті, є електронними ключами.

електромеханічні

Основним елементом даної конструкції є автотрансформатор, забезпечений рухомим струмознімачем. За рахунок переміщення останнього виробляється плавне управління коефіцієнтом трансформації, що дозволяє коригувати лінійна напруга в однофазних і трифазних мережах, забезпечуючи високу точність стабілізації.

У ранніх моделях даного виду управління вихідним напругою здійснювалася вручну. Сьогодні цей процес повністю автоматизований, переміщення токос'емника по обмотці автотрансформатора забезпечує сервопривід, керований електронним контролером. Нижче представлено зображення трифазного стабілізатора електромеханічного типу і основні елементи одного з його модулів.

Особливості конструкції релейного стабілізатора

позначення:

  • А - Сервопривод, що переміщає струмознімач.
  • В - Плата управління.
  • З - струмознімальних механізм.
  • D - Автотрансформатор.

ферорезонансні

Даний вид можна без перебільшення назвати прабатьком побутових нормализаторов напруги. У нашій країні їх широке застосування почалося в середині 50-х років минулого століття, коли лампові телевізори та інша побутова техніка стали доступні широким верствам населення.

В основу роботи цього приладу закладено ферорезонансний ефект, в ході якого встановлюється електромагнітна взаємодія двох дроселів з насичує і не насичується сердечниками. Основні елементи такої конструкції представлені нижче.

Основні елементи феррорезонансного стабілізатора

позначення:

  • A - Трансформатор.
  • В - Дросель з насичує сердечником (вихідний).
  • З - Дросель з не насичується сердечником (вхідний).
  • D - Сглаживающий конденсатор.

інверторні

Це найсучасніша розробка нормализаторов харчування. Принцип роботи таких пристроїв докорінно відрізняється від попередніх модифікацій. В основу покладено подвійне перетворення. Тобто, на першому етапі вхідний змінний струм перетвориться в постійний. На другому етапі проводиться зворотне інвертування в синусоїдальна напруга з максимальним наближенням до номінальних параметрів електричної мережі.

Блок схема і пристрій инверторного стабілізатора

позначення:

  • А - Вхідний фільтр.
  • B - Блок перетворення і корекції напруги.
  • З - Керуючий блок і входять до нього виконавчі елементи.
  • D - Контролер управління електронними ключами.
  • Е - Сглаживающий ємнісний фільтр.
  • F - Інверторний перетворювач.

гібридні пристрої

Гібридні типи пристроїв комбінують в собі властивості двох стабілізаторів, наприклад, електромеханічного та тиристорного. При невеликих скачках напруги нормалізація здійснюється за допомогою електромеханічної складової, коли рівень перевищує робочий діапазон, електронні ключі здійснюють перекомутацію обмоток трансформатора. Завдяки такій комбінації гібридні стабілізатори дозволяють використовувати переваги того чи іншого способу нормалізації напруги, правда, слід враховувати, що недоліки теж підсумовуються.

Переваги і недоліки

Пропонуємо ознайомитися з плюсами і мінусами різних типів нормализаторов напруги, перерахованих вище. Почнемо з релейного типу:

  1. Переваги, до таких слід віднести: відносно невисоку вартість і швидкодія (в межах 20, 0 - 40, 0 мс).
  2. недоліки:
  • Не підходить для промислового застосування через недостатню вихідної потужності.
  • Велика дискретність і похибка, остання може бути на рівні 7, 5%.
  • Невеликий рівень перевантажувальної стійкості (близько 120% -160%).
  • Застосування механічних контактів істотно скорочує термін експлуатації (як правило, не більше 5-ти років).

Тепер розглянемо особливості моделей, в яких застосовуються електронні ключі:

  1. плюси:
  • Досить високу швидкодію (близько 20-ти мс).
  • Великий робочий ресурс (близько 10-ї - 20-і роки).
  1. Основні мінуси: висока дискретність і низька стійкість до перевантаження.

У електромеханічних приладів також є свої сильні і слабкі сторони, до перших можна віднести:

  • Плавна зміна рівня напруги.
  • Висока швидкість швидкодії і низька похибка стабілізації.
  • Перевантажувальна стійкість може становити 500% -1000%.
  • Широкий діапазон робочої температури (від -25 ° С до 55 ° С) і великий експлуатаційний ресурс (30 років і більше).

Що стосується недоліків, то у електромеханічних моделей їх всього два: значна питома вага і висока вартість.

У ферорезонансним стабілізаторів напруги найтриваліший термін експлуатації (до 50-и років), невеликий рівень похибки (близько 1%) і цілком прийнятна перевантажувальна стійкість (до 300%). Але цього виду притаманні специфічні недоліки, а саме характерний гул при роботі, велику вагу і габарити, а також порівняно висока вартість.

Інверторні моделі мають більш широким діапазоном вхідних напруг, ніж у інших модифікацій нормализаторов. Крім цього вони забезпечують високу точність вихідної напруги (похибка становить не більше 1%) і його плавне регулювання. Інверторні прилади мають невелику вагу, малими габаритами і значним робочим ресурсом (до 25-и років експлуатації). На жаль, відносно невеликий запас вихідної потужності не дозволяє використовувати такі моделі на промислових підприємствах і об'єктах.

Що стосується гібридних моделей, то їх достоїнства і недоліки визначаються складовими.

схеми підключення

Підключення стабілізаторів на 3 фази здійснюється відповідно до додається інструкцією, приклад типової схеми показаний нижче.

Типове підключення 3-х фазного стабілізатора

При підключенні 3 однофазних блоків для нормалізації мережі 380 В, або більш високої напруги, що живить промислове обладнання, може бути задіяна схема підключення, представлена нижче.

Підключення 3-х однофазних блоків стабілізації

Звернемо увагу, що забезпечити надійний захист техніки, живиться від 3-х фазної мережі, стабилизируемой від трьох окремих однофазних пристроїв, необхідно використовувати блок синхронізації. Приклад такого підключення показаний нижче.

Підключення 3-х модулів із застосуванням блоку синхронізації

позначення:

  • А - Електролічильник.
  • В - Блок синхронізації.
  • З - Розподільна шафа, для підключення навантаження.
  • D, Е, F - однофазні модулі нормалізації напруги.

Як вибрати - основні критерії

Перерахуйте фактори, які потребують особливої уваги при виборі стабілізатора:

  1. Тип електромережі, в залежності від цього використовують однофазні або трифазні нормалізатори.
  2. Якість електроенергії. Тобто, в наскільки широкому діапазоні відбуваються коливання напруги. Відповідно, вибирається модель з відповідними показниками.
  3. Сумарна потужність навантаження повинна відповідати номінальній потужності нормалізатора. Наприклад, якщо загальне навантаження 3 кВт, то прилад повинен бути розрахований на потужність 3 і більше кіловат. Для підвищеної надійності захисту електроприладів рекомендується мати запас по потужності.
  4. З якою швидкістю прилад регулює напругу, якщо цей параметр критичний, слід віддати перевагу релейних, тиристорним або інверторним моделям.
  5. Точність параметрів вихідної напруги (величина похибки), при підвищених вимогах рекомендується використовувати високоточні трифазні ферорезонансні або інверторні нормалізатори. Вони забезпечують найвищий рівень точності.

Рекомендуємо з обережністю ставитися до виробів невідомих китайських брендів, низька ціна - єдина їхня гідність. При цьому, в більшості своїй, вони не можуть забезпечити стабільну напругу при наближенні до номінальної навантаженні.

Буде корисно прочитати:

  • Де встановити стабілізатор напруги в приватному будинку?
  • Як вибрати стабілізатор напруги для телевізора жк?
  • Тиристорний регулятор потужності своїми руками

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія: