Stabilizátor je potřeba při dlouhodobé odchylce síťového napětí od standardních 220 V – tento problém je typický hlavně pro soukromé domy. Prozradíme vám, co jsou stabilizátory, jak je vybrat, v jakých případech se bez nich neobejdete a kdy byste je naopak neměli používat.
Proč potřebujete stabilizátor?
Když se napětí v elektrické síti znatelně odchyluje od normy, stabilizátor jej vrátí na standardní hodnotu. Pokud tak neučiníte, elektrické spotřebiče vašeho domova – od citlivých systémů chytré domácnosti po motory v ledničkách a elektrickém nářadí – se mohou vypnout, selhat nebo dokonce vyhořet.
Nejčastěji se napětí v domě výrazně sníží nebo zvýší z následujících důvodů:
- Špatný stav elektrické sítě vedoucí k domu. V takové síti se kontaktní spojení zhorší a napětí je velmi nízké.
- Elektrická síť je přetížená. Domy připojené k vedení spotřebovávají velké množství energie, což způsobuje pokles napětí v síti.
- Nerovnoměrné zatížení napříč fázemi. V běžném soukromém domě se zásuvkami 220 V vstupuje jedna fáze třífázové sítě – zbývající dvě jdou do jiných domů. Při nerovnoměrném rozložení zátěže může napětí výrazně klesnout nebo naopak výrazně překročit 220 V.
- Nulový vodič v napájecím vedení je přerušený. V tomto případě může napětí v síti také znatelně klesat nebo stoupat.
V prvních třech případech stabilizátor vrátí napětí do normálu. Ale nepomůže, když dojde k nulovému zlomu. V případě takového problému je nejspolehlivější ochranou automatické odpojení všech zařízení od sítě. K tomu jsou v elektrickém panelu instalována speciální zařízení – relé pro řízení napětí nebo uvolnění. Je připojen k jističi, a jakmile napětí překročí určitou úroveň, spoušť se spustí – vypne jistič a odpojí dům od napětí.
Automatické jističe vybavené spouští. Zdroj: remnabor.net
Výrobci zařízení se snaží poskytnout určitou míru bezpečnosti proti přepětí. Je nepravděpodobné, že by elektronika vyhořela z jednoho skoku. Při pravidelných změnách se však v zařízení hromadí chyby a životnost elektrických spotřebičů se snižuje. Profesionální elektrikáři proto předem radí dodatečnou ochranu veškerého cenného vybavení – od elektrického kotle po systém domácího kina. K ochraně se používají stabilizátory. Pokud se napětí v síti náhle zvýší nebo sníží, stabilizátor jej uvede na stanovenou hodnotu – nejčastěji 220 V nebo 380 V.
Pokud je síťové napětí trvale velmi nízké, stabilizátor jej nebude schopen zvýšit na normální hodnotu: jednoduše nemá dostatek energie k provozu. V takovém případě se musíte obrátit na svého dodavatele elektřiny, aby vyřešil problém s nízkým napětím. Mezitím, co dodavatel pracuje na zvýšení výkonu v síti, použijte dieselagregát.
Jak si vybrat generátor pro soukromý dům
Co jsou stabilizátory?
Konvenční a obecné stabilizátory
K ochraně jednotlivých zařízení se používají běžné stabilizátory. Na těle takových stabilizátorů jsou zásuvky – zahrnují potřebné vybavení. Samotný stabilizátor je připojen k síti pomocí elektrické zástrčky.
Obecné stabilizátory chrání celou domácí síť před přepětím. Instalují se jinak – vedle elektrického panelu nebo ve společné elektrické skříni s ním.
Chcete-li zjistit, zda vaše domácí síť potřebuje stabilizátor, měřte napětí v celém domě po dobu jednoho týdne. Napětí v zásuvkách kontrolujte multimetrem ráno, odpoledne a večer ve všední dny a o víkendech.
Proč potřebujete doma multimetr a jak jej používat
Přípustná odchylka od normy je 10 %. To znamená, že s napětím 220 V je vše v pořádku, pokud se drží v rozsahu od 198 do 242 V. V tomto případě není potřeba stabilizátor: spotřební elektronika je určena pro široký rozsah vstupních napětí a bude fungovat správně s mírnou odchylkou od normy.
Kontrola napětí pomocí multimetru. Zdroj: shutterstock.com
Pokud napěťové rázy překročí 10 % normálu, musíte problém projednat s dodavatelem elektřiny. Pokud nedokáže eliminovat výkyvy, budete muset nainstalovat obecný stabilizátor pro celou domácí síť. Zařízení o výkonu 10–15 kW, které dokáže ochránit celý dům, stojí od 100 tisíc rublů. Můžete použít méně výkonné stabilizátory v ceně 25 tisíc, ale neunesou všechna zařízení v domě najednou, budete potřebovat několik takových zařízení. Musí být instalovány v rozvodné skříni – v souladu s tím se přidávají náklady na instalaci této skříně, takže je nepravděpodobné, že budete moci ušetřit peníze.
Problémy s napětím lze zaznamenat i bez multimetru. Pokud se žárovky ztlumí, šroubovák se šňůrou se zahřeje, ale nemůže utáhnout šroub a mini myčka nevytváří tlak – důvody jsou pravděpodobně způsobeny přepětím napětí. Může se zdát, že se zařízení nic hrozného neděje, ale díky provozu v tomto režimu se životnost elektrospotřebičů značně snižuje.
Stabilizátory pro 220 V a 380 V
V závislosti na typu domácí sítě jsou obecné a konvenční stabilizátory:
- třífázový – chrání pouze elektrické spotřebiče 380 V nebo 220 V
- jednofázové – pro síť 220 V
- 3 v 1 – jsou instalovány v sítích 380 V k současné ochraně třífázových (380 V) a jednofázových zařízení (220 V)
Co je výhodnější pro soukromý dům – tři fáze nebo jedna
Pokud máte v domě tři fáze a plánujete chránit pouze jedno zařízení před přepětím (například kompresor nebo dřevoobráběcí stroj v dílně), nepotřebujete obecný stabilizátor – vezměte si běžný třífázový.
Pokud se chystáte chránit počítačové vybavení, které běží na 220 V, připojte jej k běžnému jednofázovému stabilizátoru. Nezáleží na tom, kolik fází je ve vašem domě zahrnuto.
A pokud dům obsahuje tři fáze a chcete chránit elektrické spotřebiče 380 V a 220 V jedním stabilizátorem, nainstalujte běžný 3v1.
Jak fungují stabilizátory?
Všechny stabilizátory vrátí napětí na standardní hodnotu, ale způsob, jakým to dělají, se liší v závislosti na konstrukci zařízení. Každá metoda má výhody a nevýhody, které ovlivňují výběr stabilizátoru. Budeme uvažovat pouze zařízení dimenzovaná na 220 V, protože jsou běžnější. Stejné typy stabilizátorů se ale vyrábějí i pro 380 V.
Elektromechanické stabilizátory
- široký rozsah vstupního napětí – 130–260 V
- přesnost regulace napětí: stabilizátor ho vrátí do normálu při 220 V
- plynulé nastavení: když stabilizátor pracuje, nedojde k žádnému náhlému blikání světla
- odolnost proti přetížení
- nízká citlivost na vstupní šum a zkreslení napětí, tvaru proudu a frekvence
- rozumnou cenu
- provoz v omezeném teplotním rozsahu: od –5 do +40 °C
- náročné provozní podmínky: v prašné a vlhké místnosti elektromechanický stabilizátor dlouho nevydrží
- nízká rychlost odezvy: pokud dojde k několika napěťovým rázům za minutu, elektromechanický stabilizátor nebude mít čas je vyhladit
- hluk během provozu
- Pro dlouhodobý bezporuchový provoz vyžaduje elektromechanický stabilizátor pravidelnou údržbu: jeho konstrukce obsahuje pohyblivé prvky, jejichž stav je nutné sledovat
Díky přesnému nastavení jsou elektromechanické stabilizátory vhodné pro ochranu drahé a citlivé elektroniky: výkonného počítače, TV nebo video monitorovacího systému.
Elektronické stabilizátory
Elektronické stabilizátory se často nazývají diskrétní, protože regulují napětí stupňovitě (tj. diskrétně). Jejich přesnost nastavení je nižší než u elektromechanických, ale rychlost odezvy je mnohem vyšší.
- rychlost odezvy 20 ms (vyšší pouze u invertorových)
- neobsahují mechanické prvky a během provozu nevydávají hluk
- nevyžadují speciální údržbu a jsou odolnější než jiné typy stabilizátorů
- Rozměry a hmotnost jsou větší než u jiných typů stabilizátorů
- vysoká cena – pouze invertorové stabilizátory jsou dražší než elektronické
- stupňovitá regulace neposkytuje dostatečně vysokou přesnost stabilizace napětí
Elektronické stabilizátory se nedoporučuje připojovat k zařízením s citlivým vysoce přesným zařízením. V profesionálních audio a video zařízeních může docházet k rušení v důsledku přepínání napětí. A elektromotory v čerpadlech, ledničkách a klimatizacích mohou s takovou stabilizací selhat.
Pomocí elektronických stabilizátorů v soukromém domě můžete chránit topný kotel a domácí elektrické spotřebiče: lampy, TV, varná konvice, mikrovlnná trouba nebo parník.
Stabilizátory relé
Konstrukčně jsou reléové stabilizátory podobné elektronickým – můžeme říci, že se jedná o jejich starší verzi. Ve srovnání s elektronickými reléovými stabilizátory jsou méně přesné, ale lze je použít se zařízeními vybavenými elektromotorem.
- široký rozsah vstupních proudových napětí
- vysoká rychlost spínání
- nízká cena – jedná se o nejlevnější typ stabilizátorů
- jednoduchost designu a kompaktnost
- krokové spínání a přesnost regulace nízkého napětí
- hluk během provozu: při každém sepnutí relé je slyšet cvaknutí
- trvanlivost je nižší než u jiných stabilizátorů – 3–5 let
Stabilizátory relé jsou vhodné pro omezené rozpočty. Používají se pro zařízení, která nevyžadují přesné hodnoty napětí: svítidla, chladničky a varné konvice.
Invertorové stabilizátory
- široký rozsah vstupního napětí: 90–310 V
- maximální výkon: invertorový stabilizátor plynule reguluje odchylky napětí a nedochází ke zpoždění při rázech, jako u jiných stabilizátorů
- Přesnost regulace velmi vysokého napětí: ±2 % normálu
- ideální sinusové výstupní napětí: vhodné pro vysoce přesná zařízení a zařízení s elektromotorem
- dodatečná ochrana zařízení před zkratem, přehřátím a přetížením
- vysoké náklady – v průměru dvakrát vyšší než elektronické stabilizátory
- nelze použít při teplotách pod nulou, jako elektromechanické stabilizátory
Invertorové stabilizátory jsou nejdražší, ale zároveň nejuniverzálnější zařízení. Spolehlivě ochrání citlivá zařízení: profesionální audio a video zařízení, multimediální systémy a video monitorovací systémy, čerpadla a kotle, počítače a tiskárny.
Jaký stabilizátor zvolit
Nestává se tak často, že by bylo nutné chránit před přepětím naprosto všechny elektrické spotřebiče. To je zásadně důležité pouze v chatách, které jsou vybaveny systémem „inteligentního domu“ a jsou naplněny mnoha drahými a velmi citlivými elektronickými zařízeními – pak je instalace obecného stabilizátoru oprávněná.
Pro systém chytré domácnosti je nezbytný obecný stabilizátor. Zdroj: shutterstock.com
Jednoduché zařízení snadno přežije přepětí i při 50 V – v tomto případě stačí instalovat konvenční stabilizátory pouze pro nejcennější zařízení, protože cena běžného stabilizátoru může převýšit náklady na veškerou elektroniku v domě. Chcete-li vybrat stabilizátor, nejprve si udělejte seznam drahých zařízení – bude třeba je chránit. Obvykle tento seznam vypadá takto:
- topný kotel
- LCD TV
- lednice
- video monitorovací systém
- počítačový
Univerzální pravidlo pro výpočet výkonu stabilizátoru: pro všechna zařízení, která mají ve své konstrukci elektrický motor (topný kotel s čerpadlem, mlýnek na maso, mixér a dokonce i lednička, která má kompresor, a často dva), vzít v úvahu jmenovitý výkon zařízení a ztrojnásobit jej. Děje se tak proto, že v okamžiku zapnutí elektromotor spotřebuje třikrát více proudu než při stálém provozu. K výslednému číslu se připočítává 30 % rezervy. U zařízení bez elektromotorů (TV, CCTV kamery, počítač) se výkon stabilizátoru určuje pomocí kratšího vzorce: výkon zařízení plus 30% rezerva.
Podle vzorce potřebuje 120W chladnička 468W stabilizátor: 3 * 120 + 3 * 120 * 0,3 = 468 W. Stabilizátory se vyrábí se standardní hodnotou výkonu, budeme tedy potřebovat zařízení 0,5 kW. Optimální volbou by byl reléový stabilizátor: je levný a vhodný pro zařízení s elektromotory.
Kritéria pro výběr stabilizátoru pro plynový topný kotel se mírně liší. Disponuje citlivou řídící elektronikou, ale má i oběhové čerpadlo. Elektronika vyžaduje přesný a rychlý stabilizátor. Hodila by se elektronická, ale není vhodné ji používat na pumpu. Proto, abyste ochránili kotel s omezeným rozpočtem, zvolte reléový stabilizátor, a pokud nemůžete ušetřit peníze, zvolte invertorový. Potřebný výkon vypočítejte pomocí obecného vzorce: ke jmenovitému elektrickému příkonu kotle přidejte 30 % a ztrojnásobte výkon oběhového čerpadla a 30 % rezervy tohoto výkonu. Tzn., že pro kotel s příkonem 100 W a čerpadlem 80 W bude potřeba stabilizátor s výkonem minimálně 442 W. Toto číslo jsme dostali takto: 100 + 100 * 0,3 = 130 W – pro řídicí elektroniku a 80 * 3 + 80 * 3 * 0,3 = 312 W – pro čerpadlo. Celkem 442 W.
Vyberte si varianty stabilizátoru – nástěnnou nebo podlahovou – z důvodu bezpečnosti a snadného použití. Pro kotel umístěný v samostatné technické místnosti je vhodný nástěnný stabilizátor. U domácích spotřebičů můžete použít nástěnné i podlahové, hlavní je nezakrývat stabilizátor nebo jej zavírat do stísněné skříně bez přístupu k přirozené ventilaci.
V současné době se rozšířilo použití třífázových stabilizátorů střídavého napětí, u kterých jsou použity tři nezávislé jednofázové stabilizátory napětí pro zajištění daného jmenovitého fázového napětí 220V. Spolu s tím je ve většině případů deklarována současná stabilizace lineárních napětí 380V, což není vždy opodstatněné.
V tomto článku se podíváme na to, jak nahradit jednofázové a třífázové stabilizátory napětí, a také zdůvodníme, proč je použití balunových transformátorů TST2, TST2R, TST2-O tou nejlepší volbou.
Princip činnosti třífázových stabilizátorů
Každý z jednofázových stabilizátorů zvyšuje nebo snižuje napětí dané fáze na jmenovitou hodnotu, což automaticky vede ke změně dvou síťových napětí, které tuto fázi zahrnují. Pokud je tedy nutné zvýšit napětí fáze A, lineární napětí AB a AC se automaticky zvýší, ale protože hlavním důvodem odchylky fázových napětí je posunutí neutrálu, zajištění stabilizace fázových napětí v mnoha případech vede k asymetrii lineárních napětí. A asymetrie síťových napětí má velmi nepříznivý vliv na provoz třífázových spotřebičů, například elektromotorů, čímž výrazně snižuje jejich životnost.
Ve vektorových diagramech lineárních a fázových napětí, které jsou uvedeny přehledně (obr. 1), jak pro zvýšení, tak pro snížení napětí na jedné z fází, stabilizátor vyrovná moduly vektorů fázového napětí 0A, 0B a 0C, protože z toho se rovnostranný trojúhelník tvořený vektory původně stejných lineárních napětí AB, BC, CA mění v libovolný trojúhelník s lineárními napětími nestejné velikosti, to znamená, že dochází k asymetrii lineárních napětí.
Pohled 1 na obrázku
Třífázové stabilizátory napětí tedy při řešení úlohy stabilizace fázových napětí současně zajišťují nesymetrii síťových napětí. Je také nutné počítat se značnými ztrátami elektrické energie a spolehlivostí stabilizátorů napětí, které mají nositelné pohyblivé a elektronické součástky.
Výhody nahrazení stabilizátorů napětí balunovými transformátory
Nabízíme řešení problému a doporučujeme použití balunových transformátorů TST2 a TST2R, které zajišťují normalizaci fázových a v případě potřeby lineárních napětí, eliminují nesymetrii fázových napětí a RE-rozdělují asymetrický zatěžovací proud do tří fází zásobovací síť.
Obrázek 2 ukazuje vyrovnání fázových napětí pomocí transformátorů pro vyvažování filtrů TST2. Rovnostranný trojúhelník tvořený vektory původně stejných lineárních napětí AB, BC, CA zůstává nezměněn a k vyrovnání modulů vektorů fázového napětí 0A, 0B a 0C dochází eliminací neutrálního posunutí a vytvořením stabilního nulového bodu 0.
Pohled 2 na obrázku
Použití TST2 místo třífázového stabilizátoru napětí se doporučuje, pokud jsou lineární napětí symetrická a jsou v rozsahu 380 V ± 5 % (360-400 V). Pokud jsou síťová napětí nesymetrická nebo překračují specifikované rozsahy, pak se doporučuje použít TST2R nebo TST2 společně s třífázovou skupinou jednofázových stabilizátorů. Na rozdíl od známých třífázových střídavých regulátorů napětí (stabilizátorů) jako jsou STS, Lider, Sassin a další, u normalizérů pro vyvažování filtrů TST2R je boost vinutí připojeno ze strany napájecí sítě. To proto, aby jím neprotékal zatěžovací proud nulové složky, jehož tok způsobuje další ztráty a zkreslení.
Výhody jsou zřejmé: zvýšená spolehlivost, nižší cena, menší ztráty elektrické energie. Filtr pro vyvažování transformátoru poskytuje parametrické vyrovnávání napětí, rovnoměrnější rozložení fázových a lineárních zátěží při provozu ze sítě, stejně jako stabilní provoz dieselového generátoru při zatížení jedné, dvou fází a při nesymetrii zátěží napříč třemi fázemi – zvýšení životnost, snížení spotřeby paliva, snížení opotřebení při provozu z dieselagregátu.
