Как рассчитать мощность стабилизатора напряжения для дома

Вся электроника на микросхемах очень чувствительна к перепадам напряжения. Это объясняется тем, что сечение микроканалов в несколько раз меньше, чем обычных электропроводов. И. если бытовая техника (типа чайника, плиты, лампочек освещения) кое-как справляется с нестабильным напряжением, то электронные приборы переносят его очень плохо. У них часто даже отклонение на 5% вызывает шок. При низком напряжении они не функционируют, а при высоком - вообще «горят». Скачок на 10-20% (а такие случаи нередки там, где сети посажены) мгновенно вызывает «плавку» проводных каналов в микросхеме. Вот такая «капризная» техника, и помочь ей могут только хорошие стабилизаторы напряжения.

Выбирая стабилизатор, очень важно хорошо просчитать его мощность. Ее должно хватить для подключения всех приборов, которым нужен ровный вольтаж. И плюс некоторый запас мощности, чтобы ваш стаб не работал на пределе и не терпел от перегрузок. О том, как рассчитать стабилизатор, чтобы мощности было и не мало, и не слишком много, мы расскажем в этой статье.

Содержание:

• Типы стабилизаторов и их применение.
• Расчет мощности при выборе стабилизатора.
• Считаем мощность на конкретном примере.
• Какие еще факторы влияют на выбор стабилизатора.

Применение разных видов стабилизаторов

Задача каждого стабилизатора - выровнять показатель вольтажа и привести его в норму. Одни из них проделывают это при участии силового реле (релейные), другие имеют вмонтированный двигатель (сервопривод), который запускает бегунки, переключающие витки трансформатора ( это сервоприводные или электромеханические стабилизаторы). Третьи оснащены электронными ключами, тиристорами или симисторами. У них переключение очень быстрое, точность выходного напряжения предельно высокая. Самые продвинутые на сегодняшний день - инверторные стабилизаторы. Они легкие и компактные, без большого трансформатора, реагируют на отклонение напряжения молниеносно - за 0 миллисекунд, а точность вольтажа у них идеальная.

Как видим, стабилизаторов на современном рынке очень много, причем, разных видов. У каждого своя сфера применения. Релейные стабы пользуются успехом, потому что они очень простые и дешевые. Сервоприводные устройства дают хорошую точность срабатывания и могут устанавливаться для защиты целой квартиры, офиса. Симисторные и тиристорные приборы стоят дороже, зато надежные, бесшумные и очень точные. Инверторные - вообще творят чудеса, стабилизируя напряжение в огромном диапазоне - от низких 100 Вольт до высоких 280. Их часто ставят там, где электронные системы особо чувствительны - в лабораториях, серверных.

При выборе стабилизатора, первым делом, определяемся с его типом. А потом, главная задача - правильно рассчитать мощность.

Как рассчитать нужную мощность при выборе

Если речь идет о защите какого-то одного электроприбора, то это просто. Берете его мощность в киловаттах или ваттах (она всегда указана в паспорте или же непосредственно на наклейке) и ищете подходящий по показателю стабилизатор. Брать нужно устройство для стабилизации, которое имеет мощность чуть выше (чтобы сделать запас по мощности).

Но, если вы хотите создать «купол защиты» для квартиры, частного дома или офиса, то устанавливаем один надежный стабилизатор на входном кабеле.

Для того, чтобы четко определить нужную мощность, следует произвести математические расчеты. Делаем несколько простых шагов.

1. Инвентаризация потребителей тока. Звучит сложно, а делается очень легко. Просто выписываем на листок всю электротехнику в доме. Напротив каждого прибора указываем его мощность в киловаттах.
2. Определяем пусковые токи. Что такое пусковой ток? Нужно знать, что техника, оснащенная электродвигателями (динамическая) при включении требует мощности не той, которая указана в паспорте, а в 1,5-2 или даже в 3 раза больше. Потребность возникает только в момент включения, дальше все идет по норме. Но, если в момент пуска, нужной мощности не будет, то прибор просто не включится. Этот показатель называется коэффициентом пускового тока, и он разный в разных электрических приборах. К примеру, насос для подачи воды в дом имеет коэффициент 3. То есть, если у него мощность. 1 киловатт, то при запуске этот однокиловаттный насос «скушает» 3 киловатта мощности. Если стабилизатор не обладает должной мощностью, то насос не включится. Коэффициенты также есть в техническом паспорте каждой единицы техники, или же указаны непосредственно на приборе( наклейка). Эти показатели мы также выписываем и умножаем на мощность оборудования, чтобы получить значение его пускового тока.
3. Суммируем. Все полученные результаты суммируем. Получаем число в киловаттах. Это общая мощность. Фактически, мы уже почти произвели расчет, но часто число, полученное при суммировании, очень большое. Поэтому делаем еще один, следующий, шаг.
4. Анализируем. Нужна ли нам такая большая мощность при выборе стабилизатора для дома? Разве мы включаем все электроприборы одновременно? Возможно, нет потребности включать пылесос и стиральную машину вместе, лучше по отдельности. То есть, оптимизируем полученную сумму.
5. Переводим ватты в вольт-амперы. Чтобы получить правильный расчёт мощности стабилизатора напряжения, нам нужно число в ВА ( вольт-амперах)\ Именно так оно указано на каждом стабилизаторе. Чтобы из мощности в ваттах перейти в мощность в вольт-амперах, разделяем полученное число на 0,8.
6. Делаем запас. Минимум плюс 10%. А еще лучше плюс 20-25%. Для чего создавать запас по мощности? Во-первых, чтобы избежать перегрузки стабилизатора (вдруг вы чего-то не учли). Во-вторых, чтобы создать пространство для будущих покупок электротехники. Ведь с каждым днем ее количество в доме не уменьшается, а увеличивается. И это факт.

Пример расчета мощности

Давайте рассмотрим на конкретном примере, как рассчитать мощность стабилизатора для дачи или для дома.

Имеем приборы:

• Электроплита - мощность 4 киловатта. Коэфициент пускового тока 1.
• Холодильник нового поколения - 0,3 кВт, КПТ1.
• Телевизор 0,7 кВт, КПТ 1.
• Стиралка 2 кВт, КПТ 2. Итого, 4 кВт.
• Нагреватель воды , 2 кВт, КПТ1.
• Пылесос 1,5 кВт, КПТ 2,5. Итого, 4,25 кВт при запуске.
• Компьютерные системы 0,25 кВт.
• Мелкая техника на кухне приблизительно 2 кВт.

Холодильник, телевизор, компьютер - вместе дадут 1,25 кВт. Добавим еще плиту. Будет 5, 25 кВт. Стиральную машину можно включать, когда пылесосом не пользуются. Поэтому добавим еще 4,25. Кухонную бытовую технику тоже можно использовать, когда не включены стиралка и пылесос. Итого, получили 10 киловатт мощности. Или 10 000 Ватт.

Разделим это полученное число на 0,8. Получаем 1000,8 вольт-ампер.

Добавим запас по мощности. Получим 1200 ВА (вольт-ампер). Это и есть мощностной показатель стабилизатора, который нам нужен.

Какие факторы нужно еще учесть при выборе

• Фазность. Отталкивайтесь от того, какой у вас тип сети - однофазная или трехфазная. В основном,

Бытовая электрическая техника имеет подключение на 220 Вольт напряжения. Это однофазная сеть. Она является наиболее распространенным вариантом для частного дома, квартиры. Но довольно часто в домах задействована трехфазная сеть. 380 Вольт напряжения ( тир фазы) может требовать электрическая плита, инструменты какое-то оборудование в домашней мастерской. Здесь лучше всего взять за правило следующий тип подключения: установить один общий стабилизатор на 220 Вольт ( одна фаза) для всех приборов на одну фазу. А для трехфазного оборудования можно подключить отдельные стабы на 380 Вольт. Трехфазные стабилизаторы стоят дороже, поскольку всегда рассчитаны на большую мощность. Но, если вы подключите один трехфазник н весь дом, то возникнет проблема с подключением однофазных потребителей. Вы столкнетесь с таким явлением, как перекос фаз. То есть, можно будет включать однофазную технику, но только на все три линии одновременно. Да еще и следить, чтобы мощность подключенных приборов была примерно одинаковой, разница может быть не больше 25%. Например, на одну фазу трехфазного стабилизатора включаем прибор на 1 кВт. Тогда на вторую никак нельзя включить прибор на 2 киловатта, только на 1,25 кВт. Это очень сложные расчеты. Поэтому лучше их избегать. И использовать универсальный принцип: стабилизаторы ставить отдельно на трехфазные и отдельно на однофазные электроприборы. На производствах и предприятиях, где оборудование, в основном, трехфазное, ставим стабилизатор на 380 вольт.

• Емкость стабилизирующего устройства - это число, которое определяет его мощность.
• Скорость реакции на отклонение в вольтаже. Когда скачок напряжения в сети, или, когда показатель 220 Вольт ( или же 380 Вольт для трехфазников) сильно понижается, в стабилизаторе срабатывает контрольный механизм. Он дает сигнал на переключение витков трансформатора. В релейных стабилизаторах, а также в тиристорных и симисторных, это время реакции довольно краткое. 10-20 миллисекунд. Сервоприводной стаб действует чуть медленней - 40-50 миллисекунд, ведь ему нужно включить сервопривод, а тот уже задействует бегунок, который переключит витки трансформатора. Если техник особо чувствительная, то за этот промежуток времени, она успеет сплавиться на микросхемах и сгореть. Чем короче время срабатывания, тем дороже стоит стабилизатор. У инверторных стабилизаторов этот промежуток составляет 0 миллисекунд.
• Точность стабилизации. У релейных - самых простых выравнивателей точность низкая. 10-20 процентов. У электромеханических, тиристорных и симисторных - намного выше. 5-7%. У инверторных - 2-3 процента. Поэтому их устанавливают тем, где точность стабилизации имеет первостепенное значение.