Стабилизатор напряжения тиристорный одноступенчатый (нормализатор напряжения) СНТО

Стабильное напряжение – необходимое условие долголетия оборудования любого предприятия. У каждого электрического прибора есть величина номинального напряжения, установленного заводом-изготовителем. Для отечественных приборов оно составляет, как правило, 220 В, для импортных – 230 В. Как правило, для большей части оборудования является некритичным отклонением напряжения питания прибора от номинального в пределах 10-15 В, а если величина отклонения больше, то это может пагубно сказаться на функционировании оборудования - снижается срок его службы, растет число отказов и сбоев, увеличиваются сроки ремонта и простоя. Кроме того, повышенное или пониженное напряжение может привести к перерасходу электроэнергии или снижению потребительских качеств – например, снижению производительности оборудования, так как все приборы спроектированы так, что имеют оптимальный КПД и производительность при номинальном напряжении.

К сожалению, ситуации, когда напряжение сети сильно отличается от номинального встречается очень часто, а в некоторых регионах – повсеместно.  Для устранения этих негативных явлений служит устройство – стабилизатор напряжения. Мы выпускаем стабилизаторы небытового назначения двух марок – СНТО и СРНТ – имеющие своей целью стабилизацию напряжения на предприятиях – промышленных, сельского хозяйства, транспорта и т.д.

Они имеют различия:

• Стабилизатор СНТО - трехфазный, СРНТ - однофазный;
• Стабилизатор СНТО предназначен для коррекции напряжения сети в небольшом диапазоне( +/- 12 или 15 В) и с невысокой точностью;
• Стабилизатор СРНТ предназначен для стабилизации напряжения с высокой точностью( +/- 3 В) в широком диапазоне входного напряжения( 170..264 В). СРНТ может использоваться как регулятор напряжения сети в системах освещения.

Ниже приведено описание устройства СНТО

СНТО расшифровывается как стабилизатор напряжения тиристорный одноступенчатый. Так же широко за этим устройством распространилось название "нормализатор напряжения". СНТО имеет в своем составе трансформаторы - по одному на каждую фазу, которые подключаются по автотрансформаторной схеме. В зависимости от подключения обмоток трансформатора устройство может работать в трех режимах:

• понижение - выходное напряжение устройства ниже входного сетевого на величину вольто-добавки трансформатора;
• повышение - выходное напряжение устройства выше входного сетевого на величину вольто-добавки трансформатора;
• транзит или повтор - выходное напряжение устройства равно входному сетевому.

Чем вредно слишком высокое напряжение сети?

При повышенном напряжении( 240 В и выше) наблюдается излишний расход электроэнергии, например, увеличиваются потери на балластных резисторах в блоках питания, магнитные системы асинхронных двигателей и трансформаторов перенасыщается и потребляют излишний ток намагничивания, и т.д. Особенно велик перерасход электроэнергии в сетях освещения – он может доходить до 10% и выше. Так же при повышенном напряжении происходит снижение срока службы электрооборудования  - что обусловлено, например, быстрым старением изоляции под воздействием повышенного напряжения и избыточно выделяющейся мощности. Известно, например, что срок службы осветительных приборов снижается в 2 раза при повышении напряжения питания на каждые  10 В сверх номинального.

Чем вредно слишком низкое напряжение сети?

Пониженное напряжение( 200 В и ниже) не менее вредно для электроприборов и, как ни странно,  иногда тоже приводит к повышенному расходу электроэнергии. При пониженном напряжении магнитная система асинхронных двигателей недостаточно намагничивается, и чтобы обеспечит необходимую, мощность двигатель потребляет из сети избыточный ток, что ведет к его дополнительному нагреву и старению.  Влияние пониженного напряжения на осветительные приборы также негативно – некоторые из них не смогут обеспечить требуемый уровень освещенности, у других снижается срок службы – низкого напряжения сети ухудшаются условия ионизации газа внутри стеклянной колбы и это приводит к быстрому износу электродов. Интересно влияние пониженного на электрические печи: например, для печей плавки стали уменьшение напряжения на 5-7% ниже номинального увеличивается длительность процесса плавки – на 20-30%, что означает снижение производительности.

Как повысить или понизить напряжение?

Трехфазный нормализатор СНТО в зависимости от напряжения сети может повысить или понизить напряжение на 15( или 12 В), либо повторить напряжение сети. Контроль напряжения осуществляется независимо по каждой фазе в полностью автоматическом режиме, не требующем участия человека. Нормализатор СНТО стремиться поддержать выходное напряжение в пределах, заданных пользователем.  Диапазон напряжения 210..230 В является  наиболее экономически эффективным режим питания.

Коммутация обмоток производится симисторами, что обеспечивает максимальное быстродействие, бесшумность в работе и неограниченный коммутационный ресурс. Это очень большой плюс устройства. В настоящее время нам неизвестен ни один другой производитель, который делал бы коммутацию обмоток трансформатора подобным образом. В настоящее время эта технология находится в стадии патентования.

Какое работает трехфазный нормализатор напряжения СНТО?

Устройство нормализатора состоит из:

• вводной автоматический выключатель;
• три трансформатора;
• коммутирующие элементы – симисторы;
• платы управления.

Каждый из трансформаторов включен по автотрансформаторной схеме, то есть его понижающая обмотка  включена в разрыв фазы между питающей сетью и потребителем. Вторичная обмотка коммутируется симисторами определенным образом, за счет чего становится возможным согласное или встречное включение понижающей обмотки с сетью. Благодаря этом выходное напряжение повышается или понижается. Так же становится возможным третий режим – транзит, при котором выходное напряжение полностью повторяет входное. Режим достигается за счет встречно-параллельного включения первичной и вторичной обмотки трансформатора.

На наш взгляд, наиболее оптимальное напряжение вольто-добавки трансформатора - 15 В. Однако на рынке широко представлены устройства с напряжением вольто-добавки 12 В, поэтому предлагаем оба варианта.

В чем преимущества нормализатора СНТО над существующими аналогами?

Важным преимуществом одноступенчатого стабилизатора СНТО над оборудованием аналогичного назначения – отсутствие релейно-контакторных компонентов. Обмотки трансформаторов коммутируются полупроводниковыми элементами – симисторами, что обеспечивает практически неограниченное количество переключений и снимает необходимость обслуживания.

СНТО имеет встроенный байпас - обходной контактор, с помощью которого можно подать напряжение на нагрузку напрямую, минуя схему стабилизации в случае ее неисправности. Другие производители предлагают этот вариант лишь как опцию, у нас - это стандарт.

Устройство также снабжено жидко-кристаллическим дисплее, на котором отображаются выходные токи и напряжения, температуры трансформаторов, программируемые уставки и аварийные сообщения.

СНТО имеет большой набор защит: от короткого замыкания, длительной перегрузки сверхтоком, от повышенного( больше 264 В) или пониженного( меньше 170 В) напряжения сети, перегрев трансформаторов, перегрев внутри шкафа, дифференциальная защита трансформаторов.  

Интересной особенностью СНТО является дополнительная защита от некачественного выходного напряжения. В случае неисправности системы управления, некорректной работы устройства в целом нагрузка защищается от некачественного питания дополнительным независимым реле напряжения. 

Какое требуется техническое обслуживание нормализатора СНТО?

Нормализатор СНТО не содержит аппаратов релейно-контакторного типа, поэтому обслуживание сводится к профилактическому осмотру, контролю крепежа и затяжке винтовых соединений, очистки от пыли. Обслуживание  требуется не чаще 1 раза в год.

Создает ли помехи нормализатор напряжения?

Нет. Более того, индуктивное сопротивление обмотки трансформатора способствует подавлению электромагнитных помех и сглаживанию кривой тока. Однако надо понимать, что подавление помех – это не основная функция устройства; при наличие сильных помех устройства СНТО может быть недостаточно для их подавления.

Дает ли нормализатор напряжения экономию электроэнергии?

Вопрос об экономии электроэнергии гораздо сложнее и неоднозначнее, чем кажется на первый взгляд. В интернете можно найти обещания некоторых производителей об энергосбережении 10, 20, и даже более процентов. Можно встретить восторженные отзывы руководителей предприятий. Наше мнение - все это не более чем рекламные трюки и верить этому не стоит.

Если коротко, то правильный ответ на вопрос звучит так: экономия электроэнергии есть, но она не столь велика и чаще всего не превышает 2-4% от общего энергопотребления. Да и то не всегда и при определенных условиях. Кстати, такую небольшую экономию не так просто зафиксировать и доказать ее наличие. Иногда бывает вообще неясно, является ли эта экономия следствием применения нормализатора или объясняется другими случайными факторами.

Почему так? Для начала следует сразу оговориться, что в открытом доступе практически нет серьезных материалов на тему исследования о влиянии величины напряжения сети на энергопотребление. Есть только любительские и рекламные статьи, которые не стоит воспринимать всерьез. Поэтому будем опираться на свой собственный опыт и здравый смысл.

По степени влияния напряжения питания на энергопотребление все электроприборы можно разделить на несколько групп:

А) Приборы, энергопотребление сильно зависит от величины напряжения питания.

К этой группе можно отнести: лампы накаливания, нагревательные элементы, работающие без датчика температуры, лампы ДРЛ. Применение нормализатора напряжения в сетях с такими нагрузками дает наибольший эффект экономии – до 10-15%. Но приборы из этой группы являются самыми энерго неэффективными приборами и поэтому в общей массе потребителей их присутствие невелико. Вообще эта группа является по сути исчезающим видом приборов, так как рынок постепенно отправляет  в небытие расточительные с энергетической точки зрения устройства.

Б) Приборы, энергопотребление которых незначительно зависит от величины напряжения

Например, трансформатор. У каждого трансформатора есть так называемые потери холостого хода. В зависимости от номинальной мощности трансформатора эти потери варьируются в пределах 3-7% от номинальной. При этом если напряжения питания трансформатора уменьшить на 15 В, то и потери холостого хода уменьшаться процентов на 10. Но много ли это – 10% от 3-7%?

В) Приборы, которые могут дать  экономию электроэнергии, но при определенных условиях.

Возьмем, к примеру, асинхронный двигатель. У него тоже есть потери холостого хода. Они несколько больше, чем у трансформатора – 10-15%, изредка 20% от номинальной мощности. Если он работает на холостом ходу, то снижение напряжения питания на 15 В приведет к снижению этих потерь примерно на 10%. Это уже более существенный результат, чем в случае с трансформатором. Однако, если этот же самый двигатель будет нагружен процентов на 60-80% от своей номинальной мощности, мощность потерь холостого хода в общей массе энергопотребления будет незначительной и суммарный эффект  экономии электроэнергии будет мизерный. Более того асинхронный двигатель при снижении напряжении питания может начать работать с меньшим КПД, что даст даже обратный эффект – он может начать потреблять наоборот больше электроэнергии. То есть, ”асинхронник” дает экономию при работе на холостом ходу и не дает, когда нагружен.

Г) Приборы, энергопотребление которых практически не зависит от величины напряжения.

Например, импульсные блоки питания. Если напряжение в сети снизилось, то он автоматически увеличивает ток, чтобы обеспечить прежнюю выходную мощность. Точно также ведут себя, например, светодиодные лампы. И вообще большинство современных приборов.

В реальной электросети присутствуют приборы всех групп А, Б, В и Г. Итоговая экономия зависит от того в каких пропорциях распределяются потребители по этим группам. Если бы потребители состояли на 90% из групп А и на 10% из Б, В, Г, то действительно, экономия электроэнергии была бы процентов 10-12%. Но реально все ровным счетом наоборот – более 90% потребителей состоят из приборов групп Б, В, Г и менее 10% - А. Поэтому и итоговый результат весьма скромный.

Есть еще один трюк, к которому прибегают рекламщики для “доказательства” способностей нормализаторов к энергосбережению и о котором стоит рассказать. Его суть в подмене понятий – потенциальному покупателю показывается снижение мгновенной мощности, а не мощность, измеренная за длительный промежуток времени.  Например, замеряют энергопотребление электрочайника – допустим получился ток 6,8 А, значит мощность 6,8*220 = 1500 Вт. Затем подключают этот же чайник через схему нормализатора, понижающего напряжение, и получают, что ток снизился, а значит и энергопотребление, например, до 1350 Вт. Вот, видите, мол, экономия 10%. Трюк раскрывается элементарно – есть закон сохранения энергии. Чтобы скипятить 1 литр воды нужно определенное количество энергии и не важно какое напряжением вы подаете. Если ток больше, то вода закипит быстрее, если меньше – то медленнее. Но количество затраченной на нагрев энергии остается одинаковым. Меняется мгновенная мощность – меняется время работы прибора, но не итоговое потребление. Вещь очевидная, но, как ни странно, такой трюк работает. Так же точно дела обстоят с отопительными и нагревательными приборами.

Подведем итоги. Приобретать нормализатор ради получения чисто экономии электроэнергии, как правило, не имеет смысла. Мол, купим его, он за год окупит затраты, связанные с приобретением и монтажом, а далее он будет каждый год экономить сумму близкую к его стоимости. Это нереально. Такая концепция использования нормализатора лжива и неверна в корне. А как правильно? Правильно будет так. В электросети, где есть претензии к качеству напряжения, устанавливаем нормализатор. При этом он решает эти проблемы, а поскольку, он еще и дает кой-какую экономию, то затраты, связанные с его приобретением, скорее всего, окупятся в течение его срока службы  - это 10-15 лет. То есть, с помощью нормализатора можно решить проблемы с электросетью как бы ”бесплатно”, но растянуто во времени – он будет ”возвращать” потраченные на него деньги в течение длительного срока. Это звучит может не так благозвучно для потребителя, но такова правда.    

Таблица 1 Технические характеристики стабилизаторов СНТО

В случае необходимости стабилизаторы СНТО можно соединять последовательно друг с другом.

Обозначения при заказе:

Документация на нормализаторы напряжения СНТО:

СНТО-3-12 (трехфазный, одноступенчатый, напряжение вольто-добавки 12 В) Руководство по эксплуатации 

СНТО-3-15 (трехфазный, одноступенчатый, напряжение вольто-добавки 15 В) Руководство по эксплуатации 

Цены на стабилизаторы напряжения СНТО-3: ПРАЙС-ЛИСТ

Много полезной информации Вы можете узнать, прочитав наши Статьи