Трехфазный электромеханический стабилизатор напряжения

Трехфазный электромеханический стабилизатор напряжения

Трёхфазные стабилизаторы напряжения находят широкое применение не только на промышленных объектах. Они могут применяться в коттеджных загородных посёлках, на объектах социальной инфраструктуры и на предприятиях малого бизнеса. Даже к жилым домам в некоторых случаях может быть подведена трёхфазная сеть, поэтому не исключено его использование и в качестве стабилизатора сетевого напряжения для дома.

Идеальная трёхфазная сеть должна иметь уровень напряжения 380В, но это соблюдается далеко не всегда, поэтому для нормализации сети применяются трёхфазные стабилизаторы напряжения.

Содержание:

Что такое трёхфазный стабилизатор?

По своей сути трёхфазный стабилизатор напряжения это три самостоятельных однофазных стабилизатора, которые объединены общей схемой контроля, и в случае перекоса фазы или её отключения, схема полностью отключит весь стабилизатор. Однофазные устройства подключаются таким образом, что на каждый блок подаётся своя фаза, а ноль является общим для всех блоков. Кроме того, сам корпус трёхфазного стабилизатора должен быть заземлён.

Принципиальных отличий трёхфазного стабилизатора от однофазного прибора практически нет. Трёхфазные устройства могут иметь релейную, электромеханическую или тиристорную схему.

В трёхфазных стабилизаторах может быть более сложная схема защиты.

Она может отключать стабилизатор по любой из следующих причин:

  • Напряжение фазы ниже критического уровня;
  • Напряжение фазы выше критического уровня;
  • Температура элементов любого блока превысила определённый порог.

Иногда при подключении потребителей может возникнуть ситуация с неравномерной нагрузкой на отдельные фазы, что называется «перекос фаз». Элементом защиты в этом случае является трехфазный автомат. Стабилизаторы такого типа обычно представляют собой вертикальную напольную конструкцию. Кроме органов управления, на передней панелей располагаются индикаторы напряжения. Это могут быть стрелочные вольтметры или цифровые сегментные индикаторы.

Область применения трёхфазных стабилизаторов исключительно велика. Трёхфазные стабилизаторы напряжения для дома обычно имеют небольшую мощность. Она может ограничиваться 30-50 кВт. Стабилизаторы с мощностью до 100 кВт используются для электропитания небольших коттеджных посёлков, а так же на предприятиях малого бизнеса.

Устройства большой мощности устанавливаются на промышленных предприятиях. Если трёхфазный стабилизатор имеет гальваническую развязку, то он может эксплуатироваться в условиях повышенной влажности. Стабилизаторы такой конструкции применяются в специализированных медицинских учреждениях, лабораториях и научных центрах.

Виды стабилизаторов

В качестве трёхфазных стабилизаторов используются следующие схемы:

  • Электромеханические;
  • Релейные;
  • Тиристорные.

Если релейные и тиристорные стабилизаторы имеют определённые ограничения по мощности, то у электромеханических стабилизаторов этот параметр не является критичной величиной. Мощность электромеханических (электродинамических) устройств может достигать сотен киловатт.

Электромеханические

Трёхфазный промышленный стабилизатор напряжения может быть выполнен по одной из двух схем:

  1. В первом случае стабилизация осуществляется по среднефазному напряжению. В таком стабилизаторе имеются три трансформатора, по одному на каждую фазу, и три контактных регулятора напряжения, но управление ими осуществляется одним сервоприводом. Электронная схема контролирует точность стабилизации среднефазного напряжения и в случае его отклонения даёт команду серводвигателю. Стабилизатор напряжения, выполненный по такой схеме, подходит только для питания хорошо сбалансированных нагрузок. В этой схеме не задействован нулевой провод. Он проходит с входа на выход, не заходя в схему. Трёхфазный стабилизатор этой конструкции может работать с трёхфазными сетями, организованными по схеме «треугольник» без нейтрали.
  2. Во втором случае стабилизатор так же имеет три трансформатора, но у каждого установлен свой сервопривод и отдельная плата управления на каждую фазу. Это самая распространённая конструкция, которая может работать с любым видом трехфазной нагрузки и допускает некоторую их разбалансировку. Основной недостатокэлектродинамического стабилизатора это низкая скорость стабилизации, зависящая от времени, в течение которого скользящий контакт переместится по обмотке трансформатора для выполнения коррекции напряжения.

Главные достоинства:

  • Высокая точность регулировки;
  • Большой диапазон напряжения на входе;
  • Практически неограниченная мощность нагрузки.

Релейные

Трёхфазный стабилизатор, выполненный на электромеханических реле, состоит из трансформатора с секционированной обмоткой. Отдельные секции переключаются с помощью реле, изменяя тем самым коэффициент трансформации и меняя величину напряжения на выходе устройства.

Достоинства релейного стабилизатора – это высокая скорость срабатывания и надёжность, поскольку устройство не имеет механического привода и не нуждается в техническом обслуживании.

Недостатком можно считать дискретность (ступенчатость) установки напряжения, но при большом количестве электромагнитных реле это практически незаметно и не оказывает негативного влияния на нагрузку.

Тиристорные

По такому же принципу работает трёхфазный тиристорный стабилизатор. Переключение секций трансформатора, вместо реле, осуществляется электронными силовыми приборами. Это – тиристоры и симисторы. Стабилизатор такого типа обладает ещё более высокой скоростью корректирования напряжения, хотя его величина, так же как и у релейной конструкции, изменяется ступенями.

Трёхфазный электронный стабилизатор напряжения может иметь до 7-9 тиристорных ключей, что позволяет довести точность установки напряжения до 3-5%. Большим преимуществом электронных стабилизаторов является возможность работы в широком температурном диапазоне, включая и достаточно низкие температуры.

Симисторные устройства плохо работают с реактивной нагрузкой, поэтому в трёхфазных стабилизаторах практически не применяются.

Критерии выбора

На выбор трёхфазного стабилизатора могут повлиять следующие факторы:

  • Состояние (качество) входного напряжения;
  • Мощность потребителей электроэнергии;
  • Требуемая скорость выравнивания;
  • Необходимая точность установки напряжения;
  • Условия эксплуатации.

При выборе трёхфазного стабилизатора следует заранее знать, какие минимальные и максимальные величины напряжения сети могут возникнуть в процессе эксплуатации. Допустимый разброс входных напряжений всегда указывается в технической документации на изделие.

Читайте также:  Винтовка гаусса своими руками

Трёхфазные стабилизаторы, работающие по среднефазному напряжению, используются преимущественно с реактивной нагрузкой, поэтому требуемую мощность несложно подсчитать по формуле. Стабилизаторы, представляющие собой три отдельных блока (по одному для каждой фазы), могут работать с любыми нагрузками. В каждом случае подсчёт мощности следует выполнять очень тщательно.

Если важным критерием является скорость стабилизации, то от использования сервоприводного электродинамического стабилизатора придётся отказаться. В этом случае подойдёт релейный трёхфазный стабилизатор, а если эксплуатация прибора подразумевает неотапливаемое помещение и работу при низкой температуре, то электронный стабилизатор.

Если наоборот, важна высокая точность установки, а скорость стабилизации менее важна, то электромеханический трёхфазный стабилизатор будет оптимальным вариантом.

Практически все модели современных стабилизаторов оборудуются системой «байпас». При нормальной величине напряжения сети нагрузка подключается к ней напрямую, минуя схему стабилизатора. При отклонении напряжения в ту или иную сторону, питание потребителей начинает осуществляться через стабилизатор.

Конструктивно, трёхфазный стабилизатор напряжения может быть выполнен в виде вертикальной напольной стойки, но могут быть устройства и с настенным креплением. Некоторые модели мощных стабилизаторов напряжения могут иметь систему принудительного воздушного охлаждения, что заметно облегчает режим работы трансформаторов и мощных полупроводниковых приборов.

Подключение трёхфазного стабилизатора

Подключение трёхфазного стабилизатора напряжения не является слишком сложной задачей, но если человек не имеет элементарных знаний и опыта в электротехнике, то лучше поручить это дело специалистам. Трёхфазный стабилизатор напряжения состоит из трёх отдельных блоков. На задней панели каждого блока расположена винтовая колодка со следующими обозначениями:

Бытовой стабилизатор устанавливается после входного автомата и счётчика. Каждая из трёх фаз подключается к соответствующей клемме каждого блока. Клеммы «ноль» всех блоков соединяются между собой. Клеммы «фаза-выход» подключаются к автоматам нагрузки. Подробная схема подключения всегда имеется в техническом описании, с которым следует тщательно ознакомиться, поскольку каждая модель стабилизатора может иметь некоторые конструктивные особенности.

Стабилизаторы от компании «Энергия»

Трёхфазный стабилизатор напряжения 15 кВт «Энергия HYBRID СНВТ 15 000/3» представляет собой оригинальное техническое решение, объединяющее в одном устройстве два принципа стабилизации напряжения – электродинамический (сервоприводный) и релейный. Прибор обеспечивает устойчивую работу в диапазоне напряжения сети от 105 до 280В и гарантирует установку напряжения 220±3%.

Стабилизатор может использоваться на даче, в загородных жилых домах, офисах и небольших производственных предприятиях. Прибор выполнен в виде вертикальной стойки и оснащён всеми видами защиты.

При выборе трёхфазных стабилизаторов следует обращать внимание преимущественно на российские разработки, поскольку они, в отличие от зарубежных производителей, полностью адаптированы для эксплуатации в наших условиях.

Качество электроэнергии это не абстрактное понятие, а набор определенных показателей, регулируемых нормами ГОСТа 32144-2013. Соответственно, производители электрооборудования, для обеспечения функциональности своей продукции, также должны ориентироваться на нормированные характеристики питающих сетей. Но что делать в случаях перепадов или скачков напряжения в электрической сети, проявление которых не поддается прогнозированию? Самый оптимальный вариант решения задачи – установить трехфазный стабилизатор напряжения.

Устройство и принцип работы

Практикуется два варианта исполнения трехфазных стабилизаторов:

  1. Единая конструкция, включающая в себя три контура стабилизации, независимых друг от друга.
  2. Три однофазных стабилизатора (одного типа), подключенных «звездой» и размещенных в одной стойке.

Исполнение 3-х фазных стабилизаторов: единая (1) и модульная (2) конструкции

Единые конструкции, как правило, применяются для стабилизации питания маломощных потребителей. В этом случае моноблочная конструкция обойдется дешевле модульных стабилизаторов, не если выйдет из строя один из контуров нормализации напряжения, в ремонт придется сдавать всю установку.

Основное преимущество модульной конструкции заключается в том, что при неисправности одного из блоков стабилизации функция «байпас» включает подачу питание напрямую, минуя проблемный модуль. Это позволяет не прерывать подачу электроэнергии, пока производится ремонт и не требует доставки в мастерскую всей конструкции.

Что касается принципа работы трехфазных стабилизаторов, то он такой же, как у однофазных приборов, которые мы уже рассматривали, в одной из предыдущих публикаций.

Типы трехфазных стабилизаторов напряжения

Классификация приборов, обеспечивающих нормализацию качества электроэнергии, производится в зависимости от их принципа действия и способа управления. На текущий момент применяются следующие виды стабилизаторов:

  • Электронные (тиристорные), устройства данной группы управляются автоматически, то есть отсутствует необходимость настройки пользователем. Широко применяются для защиты бытовых электрических приборов от перекоса фаз, скачков напряжения и т.д.
  • Сервоприводные (электромеханические), трехфазные модели выпускаются под рабочее напряжение 0,4-11,0 кВ, как правило, предназначены для промышленного использования.
  • Релейные, в настоящее время данный вид стабилизаторов вытесняется более современными моделями с электронными ключами.
  • Феррорезонансные.
  • Инверторные.

Кратко опишем особенности перечисленных выше видов.

Релейные

В основу работы приборов данной группы заложен дискретный принцип нормализации электроэнергии. Для этого осуществляется переключение между обмотками блоков трансформаторов, чтобы повысить или понизить уровень выходных напряжений, с целью максимального приближения к номинальным параметрам. Коммутация обмоток осуществляется при помощи силовых реле, за работу которых отвечает электронный блок управления.

Ниже представлено фото релейного однофазного модуля с обозначением основных элементов.

Основные элементы релейного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Электронный блок контроля работы.
  • В – Блок коммутации.
  • С – Стабилизирующий трансформатор.
Читайте также:  Форум ваз 2109 карбюратор

Тиристорные

В качестве базовой основы данного вида стабилизаторов используется тот же принцип что и у релейных модификаций. Единственное отличие заключается в блоке коммутации, где вместо силовых реле используются электронные ключи – тиристоры или симисторы (сдвоенные тиристоры), что отразилось в названии приборов этого типа.

Устройство стабилизатора Vektor Energy на электронных ключах

Обозначения:

  • А – Автотрансформатор.
  • В – Электронные ключи (в данной модели используются симисторы).
  • С – Блок управления.

Иногда тиристорные стабилизаторы называют электронными, что тоже считается правильным, поскольку тиристоры, по сути, являются электронными ключами.

Электромеханические

Основным элементом данной конструкции является автотрансформатор, снабженный подвижным токосъемником. За счет перемещения последнего производится плавное управление коэффициентом трансформации, что позволяет корректировать линейное напряжение в однофазных и трехфазных сетях, обеспечивая высокую точность стабилизации.

В ранних моделях данного вида управление выходным напряжением осуществлялась вручную. Сегодня этот процесс полностью автоматизирован, перемещение токосъемника по обмотке автотрансформатора обеспечивает сервопривод, управляемый электронным контролером. Ниже представлено изображение трехфазного стабилизатора электромеханического типа и основные элементы одного из его модулей.

Особенности конструкции релейного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Сервопривод, перемещающий токосъемник.
  • В – Плата управления.
  • С – Токосъемный механизм.
  • D – Автотрансформатор.

Феррорезонансные

Данный вид можно без преувеличения назвать прародителем бытовых нормализаторов напряжения. В нашей стране их широкое применение началось в середине 50-х годов прошлого века, когда ламповые телевизоры и другая бытовая техника стали доступны широким слоям населения.

В основу работы этого прибора заложен феррорезонансный эффект, в ходе которого устанавливается электромагнитное взаимодействие двух дросселей с насыщаемым и не насыщаемым сердечниками. Основные элементы такой конструкции представлены ниже.

Основные элементы феррорезонансного стабилизатора

Обозначения:

  • A – Трансформатор.
  • В – Дроссель с насыщаемым сердечником (выходной).
  • С – Дроссель с не насыщаемым сердечником (входной).
  • D – Сглаживающий конденсатор.

Инверторные

Это наиболее современная разработка нормализаторов питания. Принцип работы таких устройств коренным образом отличается от более ранних модификаций. В основу положено двойное преобразование. То есть, на первом этапе входной переменный ток преобразуется в постоянный. На втором этапе производится обратное инвертирование в синусоидальное напряжение с максимальным приближением к номинальным параметрам электрической сети.

Блок схема и устройство инверторного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Входной фильтр.
  • B – Блок преобразования и коррекции сетевого напряжения.
  • С – Управляющий блок и входящие в него исполнительные элементы.
  • D – Контролер управления электронными ключами.
  • Е – Сглаживающий емкостной фильтр.
  • F – Инверторный преобразователь.

Гибридные приборы

Гибридные типы устройств комбинируют в себе свойства двух стабилизаторов, например, электромеханического и тиристорного. При небольших скачках напряжения нормализация осуществляется при помощи электромеханической составляющей, когда уровень превышает рабочий диапазон, электронные ключи осуществляют перекоммутацию обмоток трансформатора. Благодаря такой комбинации гибридные стабилизаторы позволяют использовать преимущества того или иного способа нормализации напряжения, правда, следует учитывать, что недостатки тоже суммируются.

Преимущества и недостатки

Предлагаем ознакомиться с плюсами и минусами различных типов нормализаторов напряжения, перечисленных выше. Начнем с релейного типа:

  1. Преимущества, к таковым следует отнести: относительно невысокую стоимость и быстродействие (в пределах 20,0 – 40,0 мс).
  2. Недостатки:
  • Не подходит для промышленного применения из-за недостаточной выходной мощности.
  • Большая дискретность и погрешность, последняя может быть на уровне 7,5%.
  • Небольшой уровень перегрузочной устойчивости (около 120%-160%).
  • Применение механических контактов существенно сокращает срок эксплуатации (как правило, не более 5-ти лет).

Теперь рассмотрим особенности моделей, в которых применяются электронные ключи:

  1. Плюсы:
  • Достаточно высокое быстродействие (около 20-ти мс).
  • Большой рабочий ресурс (порядка 10-и – 20-и лет).
  1. Основные минусы: высокая дискретность и низкая устойчивость к перегрузке.

У электромеханических приборов также имеются свои сильные и слабые стороны, к первым можно отнести:

  • Плавное изменение уровня напряжения.
  • Высокая скорость быстродействия и низкая погрешность стабилизации.
  • Перегрузочная устойчивость может составлять 500%-1000%.
  • Широкий диапазон рабочей температуры (от -25°С до 55°С ) и большой эксплуатационный ресурс (30 лет и более).

Что касается недостатков, то у электромеханических моделей их всего два: значительный вес и высокая стоимость.

У феррорезонансных стабилизаторов напряжения самый продолжительный срок эксплуатации (до 50-и лет), небольшой уровень погрешности (порядка 1%) и вполне приемлемая перегрузочная устойчивость (до 300%). Но данному виду присущи специфические недостатки, а именно характерный гул при работе, большой вес и габариты, а также сравнительно высокая стоимость.

Инверторные модели обладают более широким диапазоном входных напряжений, чем у других модификаций нормализаторов. Помимо этого они обеспечивают высокую точность выходного напряжения (погрешность составляет не более 1%) и его плавное регулирование. Инверторные приборы обладают небольшим весом, малыми габаритами и значительным рабочим ресурсом (до 25-и лет эксплуатации). К сожалению, относительно небольшой запас выходной мощности не позволяет использовать такие модели на промышленных предприятиях и объектах.

Что касается гибридных моделей, то их достоинства и недостатки определяются составляющими.

Схемы подключения

Подключение стабилизаторов на 3 фазы осуществляется в соответствии с прилагающийся инструкцией, пример типовой схемы показан ниже.

Типовое подключение 3-х фазного стабилизатора

При подключении 3 однофазных блоков для нормализации сети 380 В, или более высокого напряжения, питающего промышленное оборудование, может быть задействована схема подключения, представленная ниже.

Подключение 3-х однофазных блоков стабилизации

Читайте также:  Каштан посадка и уход в открытом грунте

Обратим внимание, что обеспечить надежную защиту техники, запитанной от 3-х фазной сети, стабилизируемой от трех отдельных однофазных устройств, необходимо использовать блок синхронизации. Пример такого подключения показан ниже.

Подключение 3-х модулей с применением блока синхронизации

Обозначения:

  • А – Электросчетчик.
  • В – Блок синхронизации.
  • С – Распределительный шкаф, для подключения нагрузки.
  • D, Е, F – Однофазные модули нормализации напряжения.

Как выбрать – основные критерии

Перечисли факторы, требующие особого внимания при выборе стабилизатора:

  1. Тип электросети, в зависимости от этого используют однофазные или трехфазные нормализаторы.
  2. Качество электроэнергии. То есть, в насколько широком диапазоне происходят колебания напряжения. Соответственно, выбирается модель с соответствующими показателями.
  3. Суммарная мощность нагрузки должна соответствовать номинальной мощности нормализатора. Например, если общая нагрузка 3 кВт, то прибор должен быть рассчитан на мощность 3 и более киловатт. Для повышенной надежности защиты электроприборов рекомендуется иметь запас по мощности.
  4. С какой скоростью прибор регулирует напряжение, если этот параметр критичен, следует отдать предпочтение релейным, тиристорным или инверторным моделям.
  5. Точность параметров выходного напряжения (величина погрешности), при повышенных требованиях рекомендуется использовать высокоточные трехфазные феррорезонансные или инверторные нормализаторы. Они обеспечивают высочайший уровень точности.

Рекомендуем с осторожностью относиться к изделиям неизвестных китайских брендов, низкая цена — единственное их достоинство. При этом, в большинстве своем, они не могут обеспечить стабильное напряжение при приближении к номинальной нагрузке.

Группа компаний «Штиль» производит трехфазные стабилизаторы напряжения инверторного типа серии «ИнСтаб». Приборы заслуженно называют лучшими среди стабилизаторов всех других типов. Они разработаны с помощью инновационной схемы двойного преобразования энергии без использования трансформатора. Переменное напряжение из сети проходит через выпрямитель и преобразуется в стабилизированное постоянное. После чего напряжение с помощью инвертора трансформируется в выходное переменное. Описанный принцип действия инверторных трехфазных стабилизаторов позволяет получать напряжение с постоянной идеальной синусоидальной формой независимо от его качества в электрической сети.

Модельный ряд трехфазных стабилизаторов напряжения.

В модельном ряду представлены устройства с выходной мощностью от 6 до 60 кВА в универсальном и шкафном исполнении.

Трехфазные стабилизаторы напряжения универсального исполнения можно устанавливать как горизонтально, так и вертикально. Они оборудованы поворотной панелью управления, предназначенной для комфортного просмотра информации и настройки приборов в любом из указанных положений. Эти модели комплектуются специальными упорами или колесами, благодаря которым их можно удобно устанавливать на полу. Для монтажа оборудования в 19-дюймовой стойке или шкафу в комплекте поставки предусмотрены специальные крепежи.

Трехфазные стабилизаторы шкафного исполнения имеют модульное строение, которое позволяет удобно наращивать выходную мощность, а также увеличивать надежность системы за счет применения схем резервирования. Эти модели также отличаются высокой эксплуатационной готовностью за счёт поддержки "горячей" замены силовых модулей.

Трехфазные инверторные стабилизаторы «Штиль» серии «ИнСтаб» мощностью 6-20 кВА. Благодаря поворотной панели управления, устройства могут быть установлены как вертикально, так и горизонтально, например, в стойку. Модели данной серии также обладают развитыми средствами мониторинга и управления. Они предназначены для защиты от перепадов сетевого напряжения различных потребителей трехфазного тока, чувствительных к качеству питающей сети: промышленного, телекоммуникационного, инженерного оборудования.

Стабилизатор напряжения 380В обеспечивает защиту потребителей трехфазного тока от перепадов напряжения в электрической сети. Оптимально такое оборудование подходит для промышленных предприятий, где в качестве нагрузки могут выступать печи, насосы, конвейеры, станки, электрические двигатели. Используются трехфазные стабилизаторы и на крупных технологических объектах, в центрах энергообеспечения и связи. Они также подходят для организации комплексной защиты домашней электрической сети. Устанавливая их в частном доме, необходимо помнить, что, при отсутствии в любой из фаз напряжения, у трехфазного прибора сразу срабатывает защита, поэтому он автоматически отключается. После такого отключения происходит обесточивание всей нагрузки, подключенной через стабилизатор на трех питающих фазах. Монтаж независимых однофазных приборов на каждую фазу дает возможность избежать описанной проблемы.

Трехфазные стабилизаторы напряжения можно применять и для защиты от скачков напряжения однофазных потребителей, которые подключены к одной из питающей фаз трехфазной сети.

Где купить трехфазный стабилизатор напряжения?

Сотрудничество с физическими лицами осуществляется только через сеть наших партнеров. Узнать адрес и контактные данные дилера, который работает на территории Вашего региона, вы сможете на нашем сайте в разделе «Где купить». Прямые поставки трехфазных стабилизаторов напряжения от производителя могут заказать исключительно юридические лица, для этого им необходимо обращаться в наши офисы продаж, расположенные в Москве и Туле. Необходимая контактная информация указана по ссылке. Являюсь юридическим лицом, вы можете отправить свою заявку на приобретение наших товаров на электронный адрес sales@shtyl.ru или же заполнить специальную форму заказа, размещенную на нашем сайте в карточке выбранного устройства.

Трехфазные стабилизаторы напряжения «Штиль» созданы с использованием передовых технологических разработок. На всю линейку продукции действует длительная гарантия. Сотрудничая с нашей компанией, вы приобретаете приборы высокого класса, которые заслуженно считаются оптимальным соотношением демократичной стоимости, отличного качества и максимальной надежности. Наши профессиональные менеджеры детально проконсультируют вас относительно особенностей работы любой модели трехфазного стабилизатора. Они помогут подобрать соответствующее оборудование, исходя из специфики объектов и особенностей скачков напряжения в Вашей электрической сети.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector