Электроэнергия, которая поступает к нам в квартиры, жестко нормируется законодательством государственных стандартов. В соответствии с требованиями международной электротехнической комиссии для сети 220 отклонение питающего напряжения допускается в пределах ±10% от номинальной величины или от 242 до 198 вольт.

Даже такой разброс показаний не всегда благоприятно сказывается на работе чувствительных электронных приборов бытового назначения и обычных, простых ламп накаливания, используемых в освещении. Энергоснабжающие организации, занимающиеся распределением электрической энергии, используют трансформаторные подстанции с линиями электропередач, по которым подводится электричество к каждому дому и квартире.

Часто при нагруженном состоянии линий создается ситуация, когда на трансформаторе уже выставлена максимальная величина напряжения, а к последнему потребителю доходит только ее нижний предел. Если же нагрузка еще больше возрастает на любом объекте, то на конце линии уже невозможно поддерживать нормативные требования — мощность трансформаторной подстанции исчерпана. По таким же принципам работает и сеть 380 вольт.

Приведенный случай объясняет режим эксплуатации электроустановок в обычных условиях. На самом деле электроснабжение жилых домов, особенно холодной зимой и в сельской местности, может значительно ухудшаться.

Исправить сложившуюся ситуацию с качеством электроэнергии можно каждому владельцу дома или квартиры с помощью приборов, выполняющих стабилизацию основных электрических параметров сети, которые широко представлены в продаже.

Как работает стабилизатор напряжения

Принцип его работы основан на трансформации входящей электрической энергии до оптимальной величины выходного напряжения, которое будет питать бытовые устройства.

При трансформации стабилизатор может работать в одном из следующих режимов:

1. понижения амплитуды;

2. простой передачи;

3. повышения напряжения.

Во втором случае трансформатор просто преобразует одну гармонику в другую без изменения ее амплитуды. При этом затрачивается энергия, которая бесполезно расходуется на нагрев оборудования.

С этой целью производители наделяют определенные модели функцией байпаса, размещая на корпусе прибора переключатель, позволяющий оператору одним движением выводить из работы всю силовую часть оборудования. Обратное действие включает устройство.

Конструктивные особенности

Технические характеристики разных стабилизаторов напряжения могут значительно отличаться между собой по:

• пропускаемой через них мощности;

• минимальному и максимальному значению входных величин;

• набору дополнительных функций.

Это позволяет дифференцированно подойти к выбору модели, подходящей под конкретные условия определенного потребителя.

Типы стабилизаторов напряжения

По принципу действия производители оборудования выпускают модели, совмещающие трансформацию электроэнергии с механизмами сервопривода, релейного управления, применения полупроводниковых технологий. Об их устройстве и особенностях, рекомендациях по выбору можно прочитать здесь .

Клеммные вывода

В зависимости от своего назначения и устройства стабилизаторы могут иметь разнообразные способы подключения питающих цепей и нагрузок. На картинке показаны два распространенных варианта выполнения клеммников для однофазных моделей.

В схеме с защитным нулем РЕ-проводник подключают на среднюю клемму. Рабочие ноли подходят на соседние выводы, а фазные провода коммутируются на крайних позициях. Для подключения входных цепей используется левая половина, а на правую часть монтируются выходные цепи.

Такая компоновка напоминает алгоритм нашего письма и чтения: слева направо, поэтому она легко запоминается.

Для схем без защитного нуля клеммник упрощается: на нем обычно рабочий ноль объединен внутри корпуса, а для подключения цепей оставлено всего три контакта:

• фазы питающей цепи;

• общего рабочего нуля;

• выходящей из стабилизатора фазы.

На самых простых и маломощных моделях входные цепи могут подключаться шнуром с вилкой, а для подсоединения потребителей используются розетки прямо на корпусе прибора.

Однако, перечисленные закономерности не являются обязательными правилами и на каждом приборе могут быть применены какие-то специфические особенности, которые производитель оговаривает в технической документации.

Особую внимательность при подключении проводов следует проявлять при работе с трехфазными стабилизаторами напряжения.

Выбор места

Выходная мощность стабилизатора определяет его размеры. Небольшие мобильные устройства можно поставить на стол около работающей электронной аппаратуры. Другие, более габаритные конструкции требуют стационарной установки на стене, в нише или на полу.

Работающий трансформатор нагревается. Тепло от него требуется отводить. Поэтому располагать стабилизатор напряжения необходимо так, чтобы все его вентиляционные отверстия были свободными для обеспечения максимального воздухообмена внутри корпуса для отвода тепла.

Влажный воздух, пыль, близкое соседство с горючими, легковоспламеняющимися жидкостями, повышенная температура негативно сказываются на рабочих характеристиках всех электрических устройств. Влияние этих вредных факторов необходимо учесть и избегать расположения стабилизатора в сыром подвале, гараже, неотапливаемом чердачном помещении.

На выбор места влияет протяженность кабельных магистралей для подвода питания и подключения нагрузок. Оптимальным может быть расположение стабилизатора около вводного распределительного щитка в квартиру или дом.

Схемы подключения однофазных стабилизаторов

Рациональный подход к электроснабжению квартиры позволяет выделить из всех потребителей электроэнергии группу, которая действительно нуждается в стабилизированных параметрах. Это могут быть:

• телевизор;

• офисная техника;

• холодильник;

• устройства связи.

Бытовые приборы, основным элементом которых являются нагревательные ТЭНы, например, электрочайник или силовая часть электрического котла, можно не подключать к стабилизатору. Они будут работать без него, но чуть быстрее или медленнее, что не особенно критично.

Схема подключения одного потребителя к стабилизатору напряжения

Внутри квартирного щитка после счетчика устанавливается защита в виде дифференциального автомата (можно использовать УЗО и автоматический выключатель).

От них кабелем подводятся потенциалы фазы и нуля на входные клеммы стабилизатора. Корпус прибора отдельной жилой подключается к шине РЕ, расположенной в квартирном щитке.

К потребителю идут фаза и рабочий ноль от выходных клемм стабилизатора, а защитный ноль на него поступает от шины РЕ.

На картинке показан способ подключения компьютера без обозначения соединений в электрической розетке.

Схема подключения потребителей всего дома к стабилизатору напряжения

Рассмотрим упрощенный вариант, когда защитное заземление не используется, а для подключения стабилизатора применена одна клемма рабочего нуля. Количество групп потребителей условно сократим до трех.

В этом случае в распределительном щитке после защит создается шина рабочего нуля. От нее запитываются все потребители, включая стабилизатор напряжения. Фазный провод подходящего питания от защит подключается на входную клемму стабилизатора, а отходящий — на выходную. Второй его конец заводится в щиток для параллельного соединения нагрузок.

Все потребители, распределенные по группам, подключаются через автоматические выключатели, расположенные в квартирном щитке.

Если на стабилизаторе используется две клеммы для рабочего нуля, то схема изменится следующим образом:

• шина рабочего нуля останется подключенной к потребителям, но ее связь с защитами демонтируется;

• нулевой провод от защит квартирного щитка направляется на входную клемму рабочего нуля стабилизатора, как выполнено на предыдущей схеме.

Схемы подключения трехфазных потребителей

Как правило, 3-х фазные стабилизаторы имеют поблочное выполнение со своими клеммниками для каждого блока. Схема коммутации их цепей питания и нагрузки может быть выполнена различными способами.

Подключение потребителей к трехфазному стабилизатору

Здесь выдержаны все те принципы, которые описаны в вышеприведенных схемах. Только однофазные потребители дома должны быть равномерно распределены и подключены группами к разным блокам стабилизатора напряжения для создания на нем симметричной нагрузки.

Приборы, которые питаются от трехфазного напряжения, следует защищать от возможных аварий в сети своими автоматическими выключателями.

Такая схема подключения больше подходит для зданий, в которых работают мощные трехфазные электродвигатели. Но, в бытовых условиях это довольно редкий случай, а трехфазный стабилизатор стоит дорого. Если он выйдет из строя, то всех потребителей придется переключать на питание от сети без него.

В быту можно применить другой принцип стабилизации напряжения для подключения электроприборов трехфазной сети.

Схемы подключения трехфазных потребителей через однофазные стабилизаторы

Бытовые приборы обычно потребляют значительно меньшие мощности, чем их промышленные аналоги. Поэтому для нормализации сетевых параметров допускается применить три одинаковых стабилизатора напряжения соответствующей нагрузки для однофазной сети.

Если они используют разделение рабочего нуля, то для их подключения подойдет предлагаемая ниже схема №1.

На ней в целях улучшения наглядности информации шина защитного РЕ-проводника не показана, а подключение стабилизаторов к ней приведено упрощенным способом.

Рабочий ноль после защит, расположенных в распределительном щитке дома, разводится на входные клеммы каждого стабилизатора. Его шина образуется параллельным подключением от выходных клемм всех трех приборов. Рабочие нули ко всем потребителям направляются жилами кабелей от этой шины.

Входная фазная клемма каждого стабилизатора соединяется с соответствующей клеммой защитного устройства, а выходная — с группой защитных автоматов, питающих потребителей.

Объединение входящих и отходящих рабочих нулей непосредственно на корпусе стабилизатора на первый взгляд упрощает схему, но, у определенных моделей этот прием может нарушить выполнение отдельных алгоритмов управления, особенно, при возникновении аварийных режимов. По этой причине производители делают такое разделение.

Если же они не видят смысла выводить дополнительную клемму, то сами же и упрощают конструкцию. Схема №2 подключения подобных стабилизаторов к потребителям трехфазной нагрузки приведена ниже.

В заключение статьи хочется обратить внимание на то, что все схемы приведены с целью ознакомления принципов работы и подключения стабилизаторов напряжения. Поэтому на них отсутствуют многие коммутационные аппараты, распределительные коробки, розетки и другие необходимые для монтажа и эксплуатации устройства.

Для создания рабочей схемы необходимо учесть дополнительно конкретные особенности электропроводки дома, выбранный тип стабилизатора, наличие защитных устройств.