Причины низкого напряжения в сети

Всегда ли в нашей сети — 220? Вопрос, конечно, риторический, очень часто напряжение в сети не соответствует нормативам и является пониженным или повышенным.
Приводим список основных причин низкого напряжения:

• низкое напряжение в линии ЛЭП;
• недостаточная мощность трансформатора, установленного на подстанции; на линии от трансформатора до дома;
• проблемы в распределительном щитке, малое сечение проводов в разводке.

Ступени стабилизатора

Каждый тип стабилизаторов имеет ступени переключений. От их количества зависит качество подачи напряжения на выходе. Чтобы понять принцип работы ступеней рассмотрим простейший пример. Пока подается нормальное напряжение 220В, прибор пропускает его через электрические схемы без изменений. При падении напряжения до критических параметров, например, 190 вольт, реле или электронный ключ включают первую ступень, и на выход опять подается стабильное напряжение 220В. Дальнейшее падение напряжения заставляет прибор переключаться на следующие ступени, позволяющие получить требуемые 220В. Когда ступени заканчиваются, стабилизатор больше не сможет поднять напряжение.

Допустимые отклонения сетевого напряжения по ГОСТ

Стандартный уровень напряжения однофазной электросети в нашей стране составляет 230 В – именно на это номинальное значение рассчитана вся современная бытовая техника. Согласно требованиям ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), определяющего нормы качества электроэнергии, расхождение с данной величиной не должно превышать ±10%. Таким образом, применительно к однофазной домашней сети диапазон предельно допустимого напряжения составляет 207-253 В.

Крайние значения из этого диапазона, не говоря уже о больших отклонениях, губительно влияют на многие современные электроприборы, в особенности на те, которые не имеют в своём составе импульсного блока питания. При этом следует понимать, что неисправность бытовой техники, вызванная некачественным электропитанием, не будет считаться гарантийным случаем – производитель, как правило, оговаривает подобные ситуации следующим образом: «Гарантия не распространяется на изделие, вышедшее из строя по причине повышенного/пониженного входного напряжения».

Виды корректирующих стабилизаторов напряжения:

Релейные – прибор компактных размеров, прост в обслуживании, реализуется по невысокой цене. Напряжение на выходе измеряется ступенчато, процесс стабилизации зависит от количества ступеней и ключей. Минусы прибора: погрешность в показателях напряжения на выходе и быстрый износ реле.

Электронные – современное оборудование, подразделяемое на симисторные и тиристорные. Могут использоваться для подключения разных бытовых приборов. Характеризуются быстрой реакцией на скачки напряжения и долговечным сроком эксплуатации. При работе малошумны, поэтому успешно используются в городских квартирах. Из минусов – высокая цена, но это вполне оправдано качественными характеристиками прибора.

Электромеханические – обеспечивают плавную регулировку напряжения, но с медленным действием. Не особо надежны в защите от резких скачков напряжения, могут попросту остановить подачу электричества к прибору, что недопустимо в некоторых работах. Такие приборы чаще используются в быту. Популярность электромеханических стабилизаторов обусловлена доступной стоимостью.

Инверторные – работают практически бесшумно в широком диапазоне напряжения на выходе. Имеют небольшие размеры, практичны в эксплуатации. Из недостатков – высокая стоимость.

Линейные – стабилизацию напряжения обеспечивают катушки и электромагнитный сердечник, находящийся в оснащении прибора. Такое оборудование реализуется по самой доступной цене и особо популярно в бытовой сфере. Но, используя линейный стабилизатор, не получится подключить сразу несколько электроприборов. Они предназначены только для отдельных бытовых устройств.

В чем причины перепадов напряжения в сети?

Система электроснабжения в нашем государстве далеко не совершенна. Из-за этого положенная величина напряжения 220В, с расчетом на которую изготавливают всю бытовую технику, выдерживается далеко не всегда. В зависимости от того, какая нагрузка в конкретный момент приходится на сеть, напряжение в ней может колебаться в значительных пределах.

Скачки напряжения в наших сетях не являются редкостью из-за того, что подавляющее большинство всех элементов энергоснабжающей системы разрабатывалось несколько десятилетий назад и не рассчитывалось на современную нагрузку. Ведь практически в любой современной квартире имеется множество домашних энергопотребителей. Конечно, это делает проживание более комфортным, но вместе с тем значительно увеличивает потребление электричества. Линия далеко не всегда может справиться с такими нагрузками, следствием чего становятся частые перепады напряжения.

Один из способов защиты от перенапряжения сети на видео:

Надеяться на то, что вскоре старая система будет полностью переделана с учетом современных требований, не стоит. Поэтому защита от скачков напряжения электролинии и подключенных к ней аппаратов – это та задача, при решении которой хозяевам приходится думать собственной головой и работать своими руками.

Теперь поговорим о причинах, из-за которых возникают скачки напряжения, более подробно. Обычно изменения разности потенциалов происходят без резких бросков, и современная техника, рассчитанная на работу в пределах от 198 до 242В, способна справиться с ними без ущерба для себя.

Речь пойдет о тех случаях, когда напряжение в течение долей секунды повышается в разы, а затем столь же быстро снижается. Это и есть то явление, которое называется – скачок напряжения. Вот каковы причины, по которым оно чаще всего происходит:

• Одновременное включение (или, наоборот, отключение) нескольких приборов.
• Обрыв нулевого проводника.
• Удар молнии в линию электропередачи.
• Разрыв жил внутри провода из-за падения на ЛЭП дерева
• Неправильное подключение кабелей в общем электрощите.

Как видим, скачок напряжения может произойти по разным причинам. Предугадать, когда он произойдет, попросту нереально, а значит, подумать о защите от перепадов напряжения следует заблаговременно.

Пример монтажа реле напряжения на видео:

Как подобрать стабилизатор напряжения для дома

Продавцы предлагают стабилизаторы разного типа, с широким разбросом параметров, в которых сложно разобраться неподготовленному человеку. Среди этих характеристик необходимо выделить главные, которые имеют решающее значение при выборе защитного устройства. Итак, чтобы понять, какой стабилизатор напряжения выбрать для дома, нужно определить критерии:

• Тип стабилизации;
• Количество фаз;
• Мощность;
• Рабочий диапазон входного напряжения;
• Точность выходного напряжения.

Рассмотрим подробно, как подобрать стабилизатор напряжения для дома по перечисленным параметрам.

Тип стабилизации

Современные стабилизаторы напряжения делятся на 4 вида:

• Электромеханические (сервоприводные) – в основе конструкции трансформатор и контакт, который регулирует напряжение, скользя по виткам обмотки. Благодаря плавному перемещению контакта электромеханический стабилизатор обеспечивает высокую точность выходного напряжения. Однако наличие подвижных частей снижает быстродействие (время установки стабильного напряжения при скачке в электросети может достигать 1 секунды). Кроме того, механический контакт издаёт достаточно громкие звуки при работе и подвержен износу при трении;
• Электродинамические – одна из разновидностей электромеханических стабилизаторов с аналогичным принципом работы и усовершенствованной конструкцией. Вместо графитовой щётки используется ролик, который снижает трение и шум, продлевает срок службы устройства;
• Электронные полупроводниковые (тиристорные) – производят ступенчатую регулировку напряжения при переключении обмоток трансформатора силовыми ключами (тиристорами). Из-за отсутствия движущихся частей и трения полупроводниковые устройства работают почти бесшумно, не изнашиваются, отличаются самым высоким быстродействием среди всех типов стабилизаторов (время установки стабильного напряжения 20 тысячных долей секунды). Недостаток этого типа устройств – ступенчатая регулировка, которая обеспечивает точность выходного напряжения не более 5 %;
• Электронные релейные – принцип работы аналогичен полупроводниковым приборам, но вместо тиристоров здесь применяются электромагнитные реле. По сравнению с полупроводниками реле имеют несколько меньший срок службы и издают щелчки при переключении. Среди стабилизаторов релейные модели отличаются самыми низкими ценами.

Сравнение преимуществ и недостатков всех типов стабилизаторов сведены в таблицу. Конструкция стабилизатора влияет на особенности его применения. Так, устройства с подвижными механическими элементами и релейные стабилизаторы из-за громких звуков при работе стоит размещать в подсобных помещениях, вдали от детских комнат и спален.

Высокая точность (отклонение менее 5 %)

Низкое быстродействие (до 1 секунды);

Быстрый износ щёток;

Для электросетей без резких скачков, с постоянно завышенным или заниженным напряжением.

Высокая точность (отклонение менее 5 %)

Низкое быстродействие (до 1 секунды);

Для электросетей без резких скачков напряжения, с постоянно завышенным или заниженным напряжением.

Высокое быстродействие (до 20 миллисекунд);

Низкая точность регулировки (отклонение 5-10 В);

Для электросетей с резкими перепадами напряжения

Высокое быстродействие (до 20 миллисекунд);

Низкая точность регулировки (отклонение 5-10 В);

Экономичный вариант для электросетей с резкими перепадами напряжения, без электроприборов с высокими требованиями к точности напряжения

Наиболее экономичным вариантом стабилизатора станет релейный прибор. Из-за ступенчатой регулировки он не сможет обеспечить требуемого качества электропитания для сложных измерительных приборов или профессиональной аудиоаппаратуры, однако его возможностей будет достаточно для стандартных бытовых приборов – холодильника, телевизора, персонального компьютера.

Если требуется высокая точность выходящего напряжения, стоит рассмотреть электромеханические или электродинамические модели. Полупроводниковая модель – наиболее удачный выбор для установки в квартире благодаря бесшумной работе.

Количество фаз

Прежде чем решить, какой стабилизатор напряжения нужен для частного дома, необходимо определить тип питающей электросети. В подавляющем большинстве случаев в жилые помещения приходит однофазная электросеть с номинальным напряжением 220 В, для которой потребуется однофазный стабилизатор.

Для промышленного оборудования применяется трёхфазная сеть, в которую устанавливается один трёхфазный стабилизатор или три однофазных устройства.

Мощность

Чтобы понять, как рассчитать стабилизатор напряжения для дома, просуммируйте мощность всех устройств, которые Вы планируете одновременно включать в сеть. Стандартные электроприборы в городской квартире, например, холодильник, телевизор, персональный компьютер, освещение, потребляют около 3500 Вт.

Для частного дома, в котором предусмотрено нагревательное оборудование, электрические водяные насосы, ворота с электроприводом и другие мощные электроприборы, суммарное потребление находится в диапазоне 6000-7000 Вт.

На маркировке бытовой техники обычно указывается активная мощность в Ваттах (Вт), а стабилизаторы напряжения чаще всего рассчитываются на полную мощность, которая измеряется в Вольт-Амперах (ВА). Чтобы узнать, какой стабилизатор напряжения купить для дома, необходимо перевести суммарную мощность потребителей в Вольт-Амперы по формуле:

Величина cos⁡(φ) называется коэффициентом мощности и указывается на маркировочной таблице электроприбора. Также он может обозначаться, как PowerFactor – PF. Если значение коэффициента мощности неизвестно, его принимают в диапазоне 0,7 – 0,8.

При снижении входящего напряжения в электросети стабилизатор не может обеспечивать полную мощность, заявленную в характеристиках. Поэтому при выборе к суммарной мощности потребителей прибавляют запас в 20-30 %. Это защитит устройство от перегрузки и позволит подключить дополнительные приборы при необходимости.

Как правильно подобрать стабилизатор напряжения для дома, если суммарная мощность потребителей неизвестна? Определить требуемую мощность стабилизатора можно по номинальному току вводного автомата. Например, для стандартного квартирного автомата на 25 А требуется номинальная мощность не менее 220 В ∙ 25 А = 5500 ВА. С учётом коэффициента запаса в 30 % необходим стабилизатор напряжения с мощностью от 7150 ВА.

Рабочий диапазон входного напряжения

Данная характеристика показывает, при каких напряжениях во внешней электросети работоспособен стабилизатор. Чтобы верно определить, какой стабилизатор напряжения нужен для дома, необходимо замерить амплитуду колебаний в Вашей сети. Для этого можно использовать вольтметр или мультиметр. Подключите его к бытовой розетке и проводите измерения в течение нескольких дней с подключением всех планируемых энергопотребителей. Особое внимание уделите утреннему и вечернему времени, когда из-за пиковой нагрузки на сеть происходит максимальное падение напряжения. В некоторых регионах может наблюдаться стабильно завышенное или заниженное напряжение. В этом случае выбирайте стабилизатор со сдвинутым в нужную сторону диапазоном рабочих напряжений.

Точность выходного напряжения

Эта характеристика показывает, насколько напряжение, снимаемое с вывода стабилизатора, отклоняется от норматива (220 В для однофазной бытовой сети). Для высокоточного измерительного оборудования, профессиональных аудиосистем, и других чувствительных приборов допустимое отклонение составляет не более 3 %. В этом случае правильным решением будет стабилизатор с сервоприводом, обеспечивающий плавное и точное регулирование. Осветительные приборы допускают отклонение до 3-5 %, а крупная бытовая техника, например, холодильник, способна работать с точностью напряжения до 10 %. Для таких приборов достаточного электронного стабилизатора, который, в зависимости от модели, обеспечивает погрешность 2,5 – 7 %.

Спасут ли пробки или автоматы?

На протяжении длительного периода времени в домах использовались «пробки». Они представляют собой плавкие предохранители. В качестве замены пробкам стали использовать более удобные «автоматы» — автоматические выключатели. Сегодня в большинстве квартир автоматы являются единственными средствами защиты они обеспечивают защиту от короткого замыкания, и перегрузок . Однако не спасут ваше имущество в виде дорогой техники от скачков напряжения. Таким образом, пробки и автоматы не в этом вопросе не помогут. Эксперты рекомендуют вам использовать любые методы дополнительной защиты для безопасной эксплуатации вашей бытовой техники.

Эффективность (по функционалу)

Регулировка пределов сработки реле.

(На примери УЗМ-63.)

(На примери УЗМ-63.)

Таким образом, сравнив несколько устройств и самых важных параметров функциональности, однофазного напряжения УКН-63 или РНЛ-1 является самым функциональным решением на рынке РФ.

Также необходимо учитывать, что выбирая средство защиты вашей бытовой техники необходимо исходить из собственных потребностей, а если вам необходима помощь в выборе специалисты нашей компании всегда рады помочь в решении вашей задачи.