Варианты защиты стабилизатора напряжения по способу управления (электронная и неэлектронная)
Защита стабилизатора напряжения – это техническое решение, обеспечивающее безопасное продолжение или завершение работы изделия и/или подключенной нагрузки при возникновении аварийной ситуации в электросети, например, при перегрузке по выходу, внутреннем перегреве устройства, импульсном перенапряжении.
У стабилизаторов напряжения может быть два варианта защиты по способу управления:
- с электронным управлением (электронная защита) – выполняется внутренним контроллером. При возникновении аварийной ситуации, например, превышении внутренней температуры стабилизатора порогового значения датчик температуры улавливает повышенное значение и передает данные контроллеру, который, в свою очередь, запускает защитное действие – включает вентилятор охлаждения или отключает устройство/переводит на байпас (обход);
- без электронного управления – не регулируется электронным блоком стабилизатора, а активируется, например, механическим способом. Например, у дешевых моделей стабилизаторов в качестве защиты от перегрузки используется обычный плавкий предохранитель или автоматический выключатель.
Основными преимуществами защиты стабилизаторов с электронным управлением являются:
- автоматическое восстановление – возможность устройства самостоятельно возобновлять свою работу после устранения причины аварии, если это не связано с поломкой изделия;
- полная автономная работа – пользователю не требуется запускать изделие или выполнять его настройки после устранения аварийной ситуации. Стабилизатор самостоятельно начинает работать в штатном режиме, как только состояние электросети приходит в норму;
- эффективная защита – за счет электронного управления устройство может автоматически предпринять оптимальное действие для работы нагрузки при той или иной аварийной ситуации.
Основные виды защиты стабилизаторов напряжения
Разберем назначение и способы реализации основных видов защиты, которые применяются в различных типах стабилизаторов напряжения.
| Вид защиты | Назначение | Способ управления и особенности |
| От перегрузки по выходу | Защищает стабилизатор от перегрузки, вызванной подключением к нему нагрузки с потребляемой мощностью, превышающей выходную мощность устройства. |
● электронный ● неэлектронный (предохранитель или автоматический выключатель) При наличии предохранителя после срабатывания защиты может потребоваться его замена. |
| От короткого замыкания | Защищает стабилизатор и нагрузку от токов короткого замыкания, которое может возникнуть в электросети. | |
|
От перегрева (тепловая защита) |
Защищает стабилизатор от перегрева его внутренних узлов во время работы. |
● электронный (датчик) ● неэлектронный (термистор или термореле) |
|
От повышенного и пониженного напряжения (вне диапазона стабилизации) |
Защищает стабилизатор и подключенную нагрузку от сетевого напряжения, которое выходит за рабочий диапазон входного напряжения. |
● электронный (датчик) Рабочий диапазон входного напряжения и скорость срабатывания защиты зависит от модели стабилизатора (у инверторных стабилизаторов самый широкий диапазон входного напряжения и мгновенное срабатывание).
|
|
От внутренних аварий (сбоев в работе стабилизатора) |
Защищает нагрузку от сбоев и неполадок в работе стабилизатора. |
● электронный
|
| От импульсных перенапряжений (грозозащита) | Защищает стабилизатор и подключенную нагрузку от сверхтоков, которые могут возникнуть в электросети, например, из-за разряда молнии. |
● неэлектронный (УЗИП) После срабатывания защиты может потребоваться замена УЗИП. |
| От обрыва в электросети | Защищает подключенную нагрузку от отключения, вызванного кратковременными пропаданиями электроэнергии. |
● неэлектронный (конденсатор) Встречается только у инверторных моделей. |
|
От пускового тока стабилизатора (плавный пуск) |
Защищает электросеть от пусковых токов, вызванных включением стабилизатора. |
● электронный (ограничитель тока) ● неэлектронный (резистор с реле или термистор, ограничивающий пусковой ток насыщения трансформатора) |
| От сетевых помех | Защищает электросеть и нагрузку от сетевых помех, которые могут возникать как в электросети, так и от работы самого устройства. |
● электронный (активные сетевые фильтры, которые управляются микросхемой или контроллером) ● неэлектронный (пассивные сетевые фильтры) Диапазон фильтрации помех зависит от возможностей встроенных фильтров стабилизатора. Дешевые модели не имеют в своем составе сетевых фильтров. |
| От неправильной фазировки | Защищает фазозависимую нагрузку (например, газовый котел) от неправильного подключения фазного и нейтрального провода. |
● электронный (датчик) |
| От обрыва нуля |
Защищает стабилизатор и подключенную нагрузку от пропадания в электросети нейтрального проводника. В случае обрыва нуля в электросети может возникнуть напряжение свыше 300 В. |
● электронный (датчик) ● неэлектронный (варистор) |
| От отсутствия заземления |
Защищает фазозависимую нагрузку (например, газовый котел) от отсутствия заземляющего проводника. Защищает пользователя от удара током при прикосновении к корпусу стабилизатора и/или нагрузки. |
● неэлектронный (гальваническая развязка) Создается локальная система заземления |
Как правило, в электронных и инверторных стабилизаторах напряжения реализована более эффективная и совершенная система защиты по сравнению с релейными и электромеханическими типами. Это связано с особенностью схемы их работы.
Кроме вышеперечисленных видов защиты, у стабилизаторов напряжения также есть защита от пыли и влаги (IP - Ingress Protection) – уровень защиты устройства от попадания в его внутренние узлы твердых частиц (пыли, грязи) и влаги. Класс данной защиты обозначается как IPXY, где:
- «X» - уровень защиты от пыли и твердых частиц;
- «Y» – уровень защиты от влаги.
В основном стабилизаторы имеют» имеют класс защиты IP20, что позволяет их использовать в сухих, отапливаемых и не пыльных помещениях.
Нужна ли дополнительная защита для стабилизатора напряжения?
Дополнительная защита стабилизатора напряжения требуется лишь только в том случае, если устройство не имеет защиту от аварийной ситуации, которая может возникнуть в месте его установки, или она недостаточного уровня. Рассмотрим несколько примеров.
Пример дополнительной защиты стабилизатора и нагрузки №1
Если у стабилизатора напряжения нет гальванической развязки и в электросети отсутствует заземление, то при подключении к нему фазозависимых электроприборов потребуется дополнительно установить гальваническую развязку, которая позволит создать локальную систему заземления для обеспечения нормального функционирования нагрузки и защиты пользователя от удара током.
Пример дополнительной защиты стабилизатора и нагрузки №2
У некоторых стабилизаторов для защиты от импульсных перенапряжений установлен варистор определенного класса. Устройство защитит подключенную нагрузку от наводок в электросети, например, вызванных разрядами молний. Однако при значительных электрических импульсах варистор может выйти из строя. Поэтому перед стабилизатором оптимально установить УЗИП более высокого класса для обеспечения дополнительной защиты стабилизатора и нагрузки.
Система защиты у инверторных стабилизаторов напряжения «Штиль»
Рассмотрим систему защиты инверторных стабилизаторов напряжения бренда «Штиль» и опишем варианты её действия при возникновении аварийных ситуаций.
| Вид защиты | Способ управления | Алгоритм работы |
| От перегрузки по выходу | электронный |
Однофазные стабилизаторы 350 ВА и 500 ВА без автоматического байпаса обесточивают нагрузку и возобновляют её питание после устранения перегрузки. Однофазные стабилизаторы мощностью 800 ВА-20 кВА переводят питание нагрузки по цепи байпаса на электросеть в обход стабилизации при сетевом напряжении в диапазоне 187-245 В. В случае выхода напряжения за данный диапазон отключают выход, обесточивая подключенные электроприборы. Возобновляют свою работу после устранения перегрузки. Трехфазные стабилизаторы мощностью 6-20 кВА, а также все устройства конфигурации 3 в 1, переводят питание нагрузки по цепи байпаса на электросеть в обход стабилизации при сетевом напряжении в диапазоне, который задается пользователем (значение по умолчанию – +15/-20% от номинального выходного напряжения стабилизатора). В случае выхода напряжения за данный диапазон отключают выход, обесточивая подключенные электроприборы. Возобновляют свою работу после устранения аварийной ситуации.
Обратите внимание!
На использование электронного байпаса в моделях 3 в 1 накладываются определенные ограничения, поэтому по умолчанию он отключен. Перед включением обязательно требуется прочитать инструкцию. |
| От короткого замыкания |
Отключают выход, обесточивая нагрузку, и возобновляют её питание после устранения КЗ. |
|
|
От перегрева (тепловая защита) |
Однофазные стабилизаторы 350 ВА и 500 ВА при нагреве внутренних узлов свыше 80 °С обесточивают нагрузку и возобновляют её питание после охлаждения. Однофазные стабилизаторы мощностью 800 ВА-20 кВА при нагреве внутренних узлов свыше 80 °С безразрывно переводят питание нагрузки по цепи байпаса на электросеть в обход стабилизации при сетевом напряжении в диапазоне 187-245 В. В случае выхода напряжения за данный диапазон отключают выход, обесточивая подключенные электроприборы. При возвращении температуры в рабочий диапазон возвращаются в режим стабилизации.
Обратите внимание!
У однофазных настенных моделей с комбинированной (конвекционной/вентиляторной) системой охлаждения при нагреве внутренних узлов свыше 50 °С начинают поэтапно включаться вентиляторы. Трехфазные стабилизаторы и модели конфигурации 3 в 1 мощностью 6-20 кВА при нагреве внутренних узлов свыше 110 °С безразрывно переводят питание нагрузки по цепи байпаса на электросеть в обход стабилизации при сетевом напряжении в диапазоне, который задается пользователем (значение по умолчанию – +15/-20% от номинального выходного напряжения стабилизатора). В случае выхода напряжения за данный диапазон отключают выход, обесточивая подключенные электроприборы. Возобновляют свою работу после снижения температуры. |
|
|
От внутренних аварий (сбоев в работе стабилизатора) |
Однофазные стабилизаторы 350 ВА и 500 ВА без автоматического байпаса обесточивают нагрузку и возобновляют её питание после устранения внутреннего сбоя. Однофазные стабилизаторы мощностью 800 ВА-20 кВА переводят питание нагрузки по цепи байпаса на электросеть в обход стабилизации при сетевом напряжении в диапазоне 187-245 В. В случае выхода напряжения за данный диапазон отключают выход, обесточивая подключенные электроприборы. Возобновляют свою работу после устранения внутреннего сбоя. Трехфазные стабилизаторы мощностью 6-20 кВА, а также все устройства конфигурации 3 в 1, переводят питание нагрузки по цепи байпаса на электросеть в обход стабилизации при сетевом напряжении в диапазоне, который задается пользователем (значение по умолчанию – +15/-20% от номинального выходного напряжения стабилизатора). В случае выхода напряжения за данный диапазон отключают выход, обесточивая подключенные электроприборы. Возобновляют свою работу после устранения аварийной ситуации.
Обратите внимание!
На использование электронного байпаса в моделях 3 в 1 накладываются определенные ограничения, поэтому по умолчанию он отключен. Перед включением обязательно требуется прочитать инструкцию. |
|
| От повышенного и пониженного напряжения (вне диапазона стабилизации) |
В случае критически повышенного или пониженного входного напряжения отключают выход, обесточивая нагрузку. При возвращении напряжения в диапазон 90-310 В мгновенно стабилизируют сигнал до номинального значения и питают им нагрузку. |
|
| От импульсных перенапряжений (грозозащита) | неэлектронный |
Встроенный варистор надежно защищая подключенную нагрузку от перенапряжения в электросети. Такой уровень защиты от импульсных перенапряжений соответствует УЗИП III класса и имеет следующие характеристики:
|
| От обрыва в электросети |
За счет встроенного конденсатора бесперебойно питают нагрузку при кратковременных обрывах электросети (до 200 мс), после чего отключаются, обесточив нагрузку. Возобновляют питание нагрузки после появления в электросети напряжения в диапазоне 90-310 В.
Обратите внимание!
Если в электросети случаются периодические и продолжительные отключения электроэнергии (от 5 мин до 6 ч), то в этом случае целесообразно установить ИБП для бесперебойного питания ответственной нагрузки. |
|
| От сетевых помех |
Встроенные сетевые фильтры защищают:
|
|
| От неправильной фазировки |
Индикатор «Сеть не в норме» на передней панели мигает при:
Данный функционал присутствует только у модели IS350, которая часто применяется для защиты фазозависимых газовых котлов. |
|
| От отсутствия заземления | ||
| От обрыва нуля |
Отключаются, обесточив нагрузку, а затем при появлении нулевого проводника автоматически возобновляют свою работу. В случае возникновения перенапряжения срабатывает варистор, не пропуская сигнал на нагрузку. |
