Трехфазный стабилизатор напряжения
Содержание
Качество поставляемой потребителям электроэнергии регулируется нормами ГОСТа 32144. На эти показатели ориентируются производители бытовой и промышленной техники. Выпускаемое ими электрическое оборудование не выходит из строя при допустимых колебаниях напряжения в диапазоне 5-10%, но может сократиться срок службы этих устройств. Для исключения опасных ситуаций и поддержания нормированных характеристик сетей электропитания используют стабилизатор напряжения трехфазный.
Функциональная схема релейного устройства
Основные особенности
Стабилизатор напряжения на 380 вольт используется в сетях с трехфазным электроснабжением. Этот прибор состоит из трёх однофазных устройств стабилизации, каждое из которых нормализует ток на своей отдельной фазе.
Производителями освоен выпуск аппаратов двух видов исполнения: моноблочные и модульные.
Моноблочная (1) и модульная (2) конструкции
Моноблочная конструкция (1) содержит в себе три независящие друг от друга, самостоятельные однофазные устройства нормализации напряжения.
Модульная конструкция (2) состоит из трёх однофазных одинаковых устройств стабилизации, помещенных на стойку и соединенных между собой.
Единая конструкция чаще всего используется для обеспечения безопасного питания устройств малой мощности. Цена моноблочной структуры меньше модульной. Неудобство этой системы в том, что при любой поломке приходится отдавать в ремонт всю установку.
Модульная конструкция оснащена функцией «байпас». Это позволяет, при возникновении неполадок в любом блоке структуры, осуществлять поступление питания, исключив проблемный модуль. В этом большое преимущество этой системы, так как поступление электроэнергии на объект не прекращается, что облегчает и ремонтные работы тоже. Кроме этого, доставить в ремонтную мастерскую один модуль, вместо целой конструкции, гораздо легче.
Современный стабилизатор 3 фазный оснащен микропроцессорным управлением. Это позволяет устройству, помимо нормализации напряжения, выполнять следующие функции:
- Предохранять потребителя от перенапряжения. Если напряжение станет выше допустимого, приспособление отключит приёмники электроэнергии.
- При пропадании фазы переключать потребителя на две оставшиеся, разделив равномерно нагрузку.
- Защищать от короткого замыкания в линии питания. Срабатывает раньше пакетного автомата.
- Защищать от перекоса фаз.
Принцип работы и сфера использования
Работа 3-х фазного стабилизатора аналогична работе однофазных приборов. Процесс нормализации показателей электроэнергии осуществляется переключением обмоток стабилизирующих устройств, являющихся частью данных аппаратов.
В соответствии с принципом работы различают электронный и электромеханический стабилизаторы. Электронный прибор осуществляет переключение ступеней релейными и полупроводниковыми ключами. Электромеханический аппарат производит регулировку посредством токосъемного контакта, передвигающегося по обмотке тороидального трансформатора. Движение осуществляет электродвигатель.
Электромеханический стабилизатор, упрощенная схема
Область применения 3-х фазных устройств, стабилизирующих напряжение, достаточно широка. С их помощью защищают и бытовые, и промышленные приёмники. Особенно чувствительна дорогостоящая бытовая техника. В производственных помещениях стабилизаторы монтируют на трёхфазном вводе. Это даёт возможность обезопасить все электрические устройства от нестабильности сети.
Технические характеристики
Для того чтобы правильно выбрать аппарат стабилизации напряжения, необходимо ознакомиться с его техническими характеристиками, прописанными в инструкции по эксплуатации. При этом нужно обратить внимание на следующие параметры устройства:
- общая (суммарная) мощность,
- вид допускаемой нагрузки,
- сколько фаз предусмотрено конструкцией оборудования,
- особенности предполагаемой сети питания,
- рабочий диапазон,
- количество и качество розеток,
- принципы и присутствие заземления,
- возможная и предполагаемая точность стабилизации.
Виды трехфазных стабилизаторов
Классификация приборов стабилизации производится по принципу их действия и способу управления. Используют аппараты:
- электронные (тиристорные),
- сервоприводные (электромеханические),
- релейные,
- феррорезонансные,
- инверторные.
Релейные
Стабилизация электроэнергии в приборах данной группы осуществляется силовыми реле, производящими переключение между обмотками блоков трансформаторов. Электронный блок управления контролирует работу реле.
Основные элементы релейного аппарата
Релейный стабилизатор включает в себя:
- А – блок электронного контроля;
- В – коммутационный блок;
- С – трансформатор стабилизирующий.
Тиристорные
Работа производится по такому же принципу, как и в релейных модификациях. Отличается коммутационным блоком, в котором применяются не реле, а электронные ключи (тиристоры).
Аппарат стабилизации на электронных ключах
Тиристорный стабилизатор состоит из:
- А – автотрансформатора;
- В – электронных ключей (здесь использовали симисторы);
- С – управляющего блока.
Электромеханические
Основной элемент устройства – автотрансформатор, оснащенный двигающимся токосъемником, передвижение которого совершается благодаря сервоприводу, управляемому электронным контролером.
3-х фазный аппарат электромеханический
Электромеханический стабилизатор состоит из:
- А – сервопривода, перемещающего токосъемник;
- В – управляющей платы;
- С – токосъемного механизма;
- D – автотрансформатора;
- Е – изображение 3-х фазного устройства механического типа.
Феррорезонансные
Работа этого аппарата основана на феррорезонансном эффекте, в процессе которого происходит электромагнитное взаимодействие одного дросселя с насыщаемым сердечником и второго с не насыщаемым сердечником.
Феррорезонансный аппарат
Феррорезонансный стабилизатор состоит из:
- А – трансформатора;
- В – дросселя с выходным (насыщаемым) сердечником;
- С – дросселя с не насыщаемым сердечником (входным);
- D – конденсатора.
Инверторные
Принцип работы данной модификации основан на двойном преобразовании. Вначале на входе происходит преобразование переменного тока в постоянный. Потом, на следующем этапе, выполняется обратное преобразование (инвертирование). При этом достигается максимальное приближение к номинальным характеристикам.
Инверторный аппарат
Блок-схема прибора состоит из:
- Входного фильтра (А);
- Блока, преобразующего и корректирующего напряжение в сети (В);
- Блока управляющего (С);
- Контроллёра управлением электронными ключами (D);
- Ёмкостного сглаживающего фильтра (Е);
- Инверторного преобразователя (F).
Гибридные приборы
Гибридные аппараты сочетают в себе свойства двух стабилизаторов разных видов. Такое устройство позволяет использовать плюсы того или иного метода нормализации сети.
Плюсы и минусы трёхфазных стабилизаторов
Несомненными достоинствами аппаратов стабилизации напряжения на три фазы являются:
- Наличие широкого диапазона входных параметров тока;
- Способность выдерживать перегрузки;
- Доступность обслуживания;
- Высокий темп и большая точность стабилизации;
- Обеспечение надёжной защиты от токов короткого замыкания и других последствий аварийных ситуаций.
Основные недостатки трёхфазных аппаратов:
- Большой размер и вес устройства, усложняющие выбор места для его установки;
- Высокий уровень шума при работе релейных и сервоприводных аппаратов;
- Инерционность, дополнительное время требуется на синхронизацию однофазных устройств;
- Ограниченность по температурному режиму работы, по влажности и запылённости в местах установки;
- Высокая стоимость оборудования.
Критерии выбора стабилизатора на 3 фазы
Чтобы не ошибиться, выбирая стабилизатор, необходимо учесть:
- Сколько фаз в сети энергоснабжения;
- Какой разброс колебания напряжения;
- Общую мощность потребителей (кВт), которая не должна превысить номинальную мощность стабилизирующего устройства;
- Скорость регулировки напряжения;
- Погрешность характеристик напряжения на выходе.
Схема и особенности подключения
Подключение стабилизатора производится согласно технической документации, прилагающейся к каждому аппарату.
Схема подключения
На каждую из трёх фаз линии включается свой стабилизатор. Ноль соединяют с клеммами стабилизатора.
Таким образом, стабилизаторы напряжения незаменимы для осуществления безопасности энергоснабжения и эффективны для поддержания нормированных показателей сетей.
