Хочу купить стабилизатор напряжения. Какой выбрать?

Мы продолжаем цикл статей под условным названием "Хочу купить". В этот раз мы решили остановиться подробнее на выборе стабилизатора напряжения (еще их называют регуляторами и нормализаторами напряжения). У нас на сайте уже есть материал "Сравнение типов стабилизаторов напряжения", а в каталоге товаров подробное описание принципов действий и характеристик разных марок и моделей, но какого-то одного алгоритма выбора стабилизатора и упорядоченной информации в одном месте нет.

Итак, в статье мы поможем вам разобраться, как правильно ответить на вопросы продавца:

• Однофазный (на 220 вольт) или трехфазный (380 вольт) стабилизатор напряжения?
• Один трёхфазный стабилизатор или три однофазных?
• Какой тип стабилизатора выбрать?
• Какой мощности купить стабилизатор?
• Что-то еще?

В статье мы будем говорить про стабилизаторы для квартиры, дачи или загородного дома. В целом, алгоритм подбора стабилизатора для промышленного помещения и оборудования совпадает с принципами выбора для частного дома, а подбор для офисного помещения — с квартирой. Отличия в выборе будем указывать.

Если после прочтения этой статьи у вас будут еще какие-то вопросы или дополнения, то не стесняйтесь и задавайте их в комментариях к статье внизу страницы — мы постараемся ответить на все вопросы или даже дополнить статью.

Итак, самый первый вопрос продавца в магазине скорее всего будет:

Стабилизатор однофазный (на 220 вольт) или трехфазный (380 вольт)?

На самом деле, такой вопрос продавцы задают редко. Потому что, как правило, при посещении магазина люди знают уже точно, на какое напряжение нужен стабилизатор и сразу же говорят продавцу: "Хочу купить стабилизатор напряжения на 220 вольт". Но вы ж пока только читаете эту статью, а значит, с выбором еще не определились.

Однофазный стабилизатор напряжения Энергия СНВТ Hybrid	Трёхфазный стабилизатор напряжения  Энергия СНВТ Hybrid

Если стабилизатор покупается в квартиру или на питание дачного домика, то, скорее всего, у вас однофазная сеть переменного напряжения 220 В. Если в производственный цех — скорее всего сеть на 380В. А вот если вы собираетесь установить стабилизатор в загородном доме, то у вас может быть как однофазная, так и трёхфазная сеть. Как же определить, на какое напряжение купить стабилизатор?

Вариант первый: посмотреть, какое количество жил или проводов подходит к дому или заходит в квартиру: если два (для дома) или три (для квартиры), то у вас 220 вольт (однофазная сеть), если жил у питающего дом кабеля минимум 4 (например, СИП 4*16) — 380 вольт. Но в случае с домом это сделать намного проще, а вот в случае с квартирой проще будет определить другими способами.

Вариант второй: посмотреть, какой счетчик электроэнергии у вас стоит. У современных трехфазных (на 380 вольт) есть три индикатора-счетчика импульсов — фазы A, B и C, а у однофазных счетчиков — один светодиод индикатор импульсов.

Третий вариант — посмотреть какой автоматический выключатель установлен возле счетчика или на входе в ваш квартирный/домовой щиток: при 220В ставят однополюсный или двухполюсный, а при 380 В — трех- или четырёх полюсный.

Ну и последний вариант: заглянуть в технические условия по электроснабжению дома или цеха (естественно при условии, что такая документация имеется).

И вот мы уже, например, знаем, что у нас сеть 220 В, то есть нужен однофазный стабилизатор напряжения. Тогда можно пропустить следующий вопрос. А вот тем, у кого 380В и нужен трехфазный стабилизатор, обязательно читать дальше. Потому что в этом случае есть два варианта: установить один трёхфазный стабилизатор или три однофазных.

Один трёхфазный стабилизатор или три однофазных?

Для начала ответьте на вопрос, будут ли у вас трёхфазные потребители (станки, электродвигатели) или вы собираетесь распределить трёхфазную нагрузку на однофазные потребители. Например, первый этаж дома запитать от фазы A, второй этаж – от фазы B, а на третью фазу "посадить" гараж и летнюю кухню. То есть из одной трёхфазной сети сделать три независимых однофазных. Выбор чисто трёхфазных стабилизаторов, конечно же, намного уже, чем однофазных. Это только электромеханические стабилизаторы (разновидностью которых, по большому счету, являются электродинамические и гибридные типы): Энергия СНВТ New Line, Энергия СНВТ Hybrid и Ortea Orion. А однофазные модели доступны всех типов: электромеханические, электродинамические, релейные, электронные, гибридные (к типам мы вернемся позже, но для более подробного ознакомления нужно прочитать и отдельную статью "Сравнение типов стабилизаторов").

Конструктивно все трёхфазные стабилизаторы представляют собой три однофазных, соединенных по схеме "звезда", но с объединенной системой защиты для всех трёх фаз. При перегрузке, коротком замыкании, выходе за пределы регулирования или при другой аварийной ситуации на одной из фаз происходит отключение всего стабилизатора (то есть всех трёх фаз). Регулировка напряжения на всех фазах происходит независимо друг от друга, нагрузка по фазам тоже может различаться (несимметричность нагрузки может достигать 100%). Более того, трёхфазные регуляторы напряжения не контролируют сдвиг фаз, поэтому фазное напряжение может быть 220В (± погрешность стабилизации), а линейное напряжение быть отличным от 380 вольт.

Если вы не планируете использовать потребители на 380В, то стоит задуматься о приобретении нескольких однофазных стабилизаторов. И их не обязательно должно быть три штуки, и не обязательно одинаковых! Ведь вас ничего не ограничивает!

Ну вот вернемся к вышеописанному примеру распределения фаз в загородном доме (фаз A — 1 этаж, фаза B — второй этаж, а фаза С — гараж и летняя кухня). Основные потребители электроэнергии, допустим, у вас будут на первом этаже, где кухня и ванная комната (там, где электрочайник, электроплита, СВЧ-печь, посудомоечная и стиральная машина, холодильник, тостер и так далее). На втором этаже у вас будет только компьютер, ноутбук, пара телевизоров и DVD-плееров. В гараже вы планируете только изредка использовать электроточило, да дрель с болгаркой, а на летней кухне – только электрочайник. В таком случае возможен вариант, когда вы для первого этажа будете использовать стабилизатор напряжения на 10 кВт/кВА, на второй этаж — мощностью 5 кВт/кВА, а третью фазу оставить без защиты стабилизатора (раз вы всё равно будете редко ее использовать). Более того, на одной фазе можно использовать, например, более точный стабилизатор, а на другой менее точный и, следовательно, более дешевый, на одной — электромеханический, на другой — релейный. 

Какой тип стабилизатора выбрать?

Повторимся, если вы решили купить один трёхфазный стабилизатор, то выбор типов ограничен: электромеханический, гибридный или электродинамический (хотя выбор между последними и первыми двумя уже относится больше к финансовому вопросу). В противном случае, вы можете купить стабилизатор любого типа.

Сравнению типов стабилизаторов напряжения у нас на сайте посвящена отдельная большая статья — рекомендуем вам её прочитать. Здесь мы лишь вкратце коснемся главных плюсов и минусов того или иного способа стабилизации. И рассмотрим его еще и под "финансовым углом", то есть стоимости регулятора напряжения. Удивительно, но вопрос цены почему-то во всех статьях по выбору стабилизатора обходят стороной, хотя именно она накладывает самые большие ограничения на выбор. Цены мы будем указывать ориентировочные на модели мощностью 10 кВА (в нашем и других популярных интернет-магазинах) по состоянию на начало 2013 года. Нам не важны абсолютные цифры, а главное — соотношения стоимостей различных типов.

Самыми доступными являются стабилизаторы напряжения релейного типа: Upower AСН, Voltron РСН напольного и навесного исполнения, Uniel RS, IEK СНР. Сюда же отнесем и популярные из-за низкой цены модели якобы прибалтийского производства. Почти все стабилизаторы, представленные на российском рынке, производятся в Китае. У данного типа широкий диапазон рабочих напряжения (например, у навесного Voltron РСН 105-265В), высокая скорость стабилизации (время переключения обмоток автотрансформатора - 20 мс), но низкая точность выходного напряжения 6…8%. Розничные цены — от 6 до 13 тысяч рублей.

Релейные стабилизаторы напряжения Upower АСН

Электромеханические стабилизаторы напряжения, пожалуй, были первыми представлены на российском рынке. И оставались самыми популярными, пока полки магазинов не захватили более дешевые стабилизаторы релейного типа. К чисто электромеханическим стабилизаторам можно отнести Энергию СНВТ New Line, Sassin SVC, IEK СНИ и так далее. Большинство моделей, продаваемых в России, производятся в Китае, но есть и марки, собираемые в Европе (Ortea — в Италии) или в России (например, Энергия). Можно сказать, что электромеханический тип является антиподом релейного типа: высокая точность стабилизации (±3%), низкая скорость стабилизации (примерно 10 В в секунду) и более узкий диапазон входных напряжения (140-260В у Энергии СНВТ New Line). Примерная цена таких стабилизаторов составляет 7-12 тысяч рублей. Немного выше (около 12 тысяч рублей) цена регулятора Энергия СНВТ Hybrid — первого поставляемого в Россию стабилизатора комбинированного (гибридного) типа. Его можно тоже отнести к электромеханическим стабилизаторам. Отличия от Энергии СНВТ New Line заключается в более широком диапазоне входных напряжений (105-280 вольт) за счет подключения к работе дополнительной релейной части при напряжении менее 150 вольт и выше 255 вольт. Точность (±3%) и скорость стабилизации в диапазоне входных напряжений 144-256 вольт аналогична чисто электромеханическому стабилизатору Энергии СНВТ New.

Автотрансформатор с щётками стабилизатора Энергия СНВТ-10000/1 New Line

К разновидности электромеханических регуляторов относится итальянские электродинамические стабилизаторы Ortea (наиболее популярные среди однофазных — Ortea Vega, среди трёхфазных — Ortea Orion). Благодаря замене графитовой щётки на ролик и другим улучшениям, удалось повысить скорость стабилизации, точность стабилизации (до 0,5%) и срок службы (на ролик действует пожизненная гарантия). То есть почти полностью избавиться от недостатков присущих "электромеханике". Но появился другой — цена. На 10 киловаттные стабилизаторы ценник начинается с 46000 рублей. Именно поэтому выше мы написали, что выбор между электродинамическим и электромеханическим/гибридным типом — это скорее финансовый вопрос.

И к последнему типу отнесем так называемые электронные стабилизаторы. Большинство из них производятся в России (Штиль, Progress, Lider, Норма-М, Терминал, Статус и т.д.) или в ближнем зарубежье (например, Volter — на Украине). К главным их плюсам относится высокая скорость стабилизации. Ассортимент предлагаемых моделей достаточно широк и в зависимости от модификации электронные стабилизаторы могут выдавать более точное напряжение на выходе (до +1/-2% у Volter СНПТО-11ПТТ по цене 71610 рублей) и иметь диапазон входных напряжений от 85В (у Volter СНПТО-11ПТР — 50870 рублей) до 305 вольт (Volter СНПТО-11 ШС — 58910 рублей).

Все типы можно разделить на две большие группы: с плавным или ступенчатым регулированием выходного напряжения. К первой группе относятся электромеханические, электродинамические и гибридные (при входном напряжении 144-256 В). Ко второй – релейные, электронные и гибридные (при Uвх=105-150 В и 256-280 В). Если у вас есть в доме или квартире лампочки накаливания, галогенные или зеркальные лампы-рефлекторы, то при переключении обмоток трансформатора свет ламп будет делаться ярче или тусклее (так как напряжение в сети может резко возрастать/падать на величину до 18 вольт). Если вы используете электрический тренажёр типа беговой дорожки, то при переключениях стабилизатора, скорость ее движения может также возрастать или уменьшаться. Конечно, если у вас везде энергосберегающие лампочки, то такой эффект не будет проявляться, так как они одинаково светят в широком диапазоне напряжений.  Но в нашем магазине был случай, когда покупатель приходил и говорил: "Дайте мне Upower АСН на 10 киловатт". А через несколько дней возвращал: "Во время работы стабилизатора лампочки светят то тусклее, то ярче — это раздражает. Поменяйте этот релейный стабилизатор на другой".

Гибридные стабилизаторы Энергия СНВТ Hybrid на 5 и 10 кВА

Помните, что хороший стабилизатор должен отключаться при превышении значения входного напряжения, когда он уже будет не в состоянии обеспечить нормальное напряжение на выходе (иначе сгорит ваша техника). А лучше, если он будет отключать нагрузку еще и при аномальном понижении напряжения (что критично в первую очередь для электродвигателей).

Стоит учитывать при выборе типа или модели и место установки стабилизатора. Например, в неотапливаемом гараже в средней полосе России нельзя устанавливать электромеханические стабилизаторы, так как минимальная температура эксплуатации у Энергии СНВТ должна быть не меньше -5ºС. А вот релейный стабилизатор Voltron РСН может нормально работать при морозах до -30ºС.

Подводя итог под выбором типа стабилизатора, еще раз повторимся, что главным ограничителем является стоимость стабилизатора. Те, кто хотят стабилизатор дешевле (а таких большинство), будут выбирать между электромеханическим/гибридным и релейным стабилизатором. А кто готов потратить сумму побольше (в районе 50-60 тысяч рублей за стабилизатор на 10кВА), будут выбирать между электронным и электродинамическим типом.

Какой мощности купить стабилизатор?

Начнем с того, что для каждого стабилизатора на сайте производителя или продавца, а также в инструкции по эксплуатации должен быть график зависимости выходной мощности от входного напряжения (такой нарисован, например, в паспорте Энергии, Volter, Upower и Sassin).

Ну, или при отсутствии графика, указываться выходная мощность при минимальном и максимальном рабочем напряжении (так делает, например, производитель стабилизаторов Volter и Ortea). Посмотрим технические характеристики модели Volter СНПТО-11 У: диапазон входных напряжений — 150-260 В, выходная максимальная мощность — не более 11 кВт, а выходная максимальная мощность при нижнем значении входного напряжения указана как "не более 7,5 кВт". Это то, что на некоторых сайтах называют коэффициентом мощности и пишут, мол, у дешевых стабилизаторов при пониженном напряжении падает выходная мощность, а у дорогих — нет. Это неправда, так как у всех падает выходная мощность при низком напряжении. На одном достаточно уважаемом форуме можно вообще прочитать, что при падении напряжения, повышается ток и, как следствие, может сгореть проводка, которая выдерживала нагрузку при нормальном напряжении! Давайте разберемся во всем по порядку!

Итак, начнем с того, что все максимальные мощности стабилизаторов указываются в ВА или кВА (вольт-амперах или киловольт-амперах), а не в Вт или кВт (ваттах или киловаттах). В кВт измеряется активная мощность, то есть то, что идет на полезную работу. В кВА измеряется полная мощность, которая равна сумме активной и реактивной (индуктивная и ёмкостная) мощности. Не будем утомлять определением понятия "косинус "фи" (cos φ), главное знать, что он показывает количество потребляемой энергии, которая идёт на полезную работу. У лампы накаливания cos φ=1 (то есть вся энергия идет на свет и нагрев спирали), у люминесцентных светильников с электромагнитным пускорегулирующим устройством без компенсации cos φ≈0,5 (только половина энергии идет на полезную работу). В квартирах почти вся нагрузка является чисто активной, поэтому cos φ можно считать равным 0,95-1, а вот некоторые потребители в частных домах или в цехах могут иметь cos ф равным менее 0,5 (но как правило, для расчетов берут значение cos φ=0,9):

• Асинхронные двигатели, при неполной загрузке (cosφ ≈ 0,5).
• Выпрямительные электролизные установки (cosφ ≈ 0,6).
• Электродуговые печи (cosφ ≈ 0,6).
• Индукционные печи (cosφ ≈ 0,2-0,6).
• Водяные насосы (cosφ ≈  0,8).
• Компрессоры (cosφ ≈ 0,7).
• Машины, станки (cosφ ≈ 0,5).
• Сварочные трансформаторы (cosφ ≈ 0,4).
• Лампы дневного света с ЭмПРА (cosφ ≈  0,5-0,6).

Полная потребляемая мощность равна произведению напряжения на силу тока и на косинус φ:

P=U*I*cos φ (для однофазной цепи),

P=√3*U*I*cos φ (для трёхфазной цепи),

Но вернемся к вопросу, почему производители указывают мощность в кВА, а не в кВт. Изготовитель стабилизатора не может знать какая у вас нагрузка: чисто активная или активно-реактивная (и в каком соотношении). Производитель также не может знать, какое у вас напряжение в сети: нормальное, пониженное или повышенное.

Посмотрим для примера на представленный выше график зависимости максимальной полной выходной мощности от входного напряжения стабилизатора Энергия СНВТ Hybrid. Будем считать, что cos φ подключенного к стабилизатору потребителя равен 1, тогда 10кВА = 10 кВт при входном напряжении 190-255 вольт. Если у вас напряжение в сети равно 140 вольт, то 10кВА превращаются только в 6 кВт, а если напряжение равно 100В — то и вовсе в 3 кВт! А если подключенная нагрузка имеет cos φ=0,5, то полученные выше значения в киловаттах нужно разделить еще пополам! Теоретически, во всех этих случаях постоянной величиной должно оставаться значение тока, протекающего через питающий кабель и сам стабилизатор. На практике, значение тока колеблется в определенном диапазоне, что объясняется техническими особенностями той или иной модели стабилизатора.

Но главный вывод такой: при понижении напряжения увеличивается не ток в питающем кабеле, а снижается максимальная суммарная мощность электроприборов, которые можно подключить к стабилизатору! В нашей практике были случаи, когда в частном доме газовый котел с насосом из-за сверхнизкого напряжения смог "запустить" только стабилизатор на 5 кВА (хотя обычно достаточно и модели на 0,5-1,0 кВА).

Чтобы правильно подобрать мощность стабилизатора, отталкиваясь от значения входного напряжения, нужно в течение нескольких дней (желательно в будни и на выходных) измерять фазное напряжение в сети вольтметром или мультиметром утром, днём, вечером и ночью. Самое маленькое значение напряжения и брать для расчетов и подбора.

Мультиметр Энергия DT9205A

Другим ограничителем по мощности может служить сечение кабеля питающего вашу квартиру или дом. Если в квартиру в "хрущёвке" заходит на ввод алюминиевый кабель сечением 4 кв.мм (максимальный длительно выдерживаемый ток равен 32 амперам), то нет смысла ставить стабилизатор на 10 или тем более на 15 кВА. Коттеджи и частные дома сейчас в основном подключают кабелем СИП 4х16, поэтому в таком случае стоит остановиться на регуляторе напряжения мощностью 15 или 20 кВА/кВт.

Сводная таблица подбора сечения провода по току и мощности для проводов и кабелей с резиновой и пластмассовой изоляцией в воздухе