Как правильно рассчитать мощность стабилизатора напряжения для коттеджа?
Содержание
Расчёт мощности стабилизатора. Последовательность действий
Для выбора стабилизатора с корректной мощностью необходимо прибегнуть к следующему алгоритму:
- Определить энергопотребление нагрузки.
- Заложить запас по мощности.
- Проанализировать полученное значение и выбрать подходящую модель.
Важно!
Стабилизатор, выходная мощность которого окажется меньше фактического энергопотребления нагрузки либо уйдет в защиту и отключится, либо вообще сломается.
Обратите внимание!
Значительное превышение выходной мощности стабилизатора над фактическим энергопотреблением нагрузки бессмысленно. Прибор будет недозагружен, что не внесёт каких-либо улучшений в качество его работы. Деньги за «неиспользуемые ватты» будут потрачены зря!
Как выяснить энергопотребление нагрузки?
В коттедже стабилизатор либо питает только ответственную технику (группа или даже одно устройство), либо используется для централизованной защиты сразу всей электросети (централизованное подключение).
Расчёт электропотребления группы устройств
В данном случае (см пример на рисунке 1) энергопотребление равняется суммарной мощности всех подключенных к прибору изделий (энергопотребление = мощность А + мощность В + мощность С = 500 + 600 + 750 = 1850 Вт).
Рисунок 1 – Пример использования стабилизатора для питания только ответственной техники в коттедже
Мощность конкретного электроприбора можно узнать, изучив сопутствующую ему техническую документацию и/или посмотрев на его заводской шильдик. Существуют некоторые нюансы при определении мощности электроприборов, остановимся на них подробнее.
Не каждая мощность электрическая
Оборудование часто имеет параметр мощности, характеризующий производительность его работы по основному назначению: мощность всасывания для пылесосов, тепловая – для отопительных приборов, микроволн – для микроволновки и т.д.
Важно!
При расчёте энергопотребления используется другой параметр, величина которого указывает на количество потребляемой из сети электроэнергии.
Например, имеется нагрузка в виде газового котла и кондиционера. Их характеристики представлены в таблицах ниже.
| Котел | ||
| Номинальная полезная тепловая мощность в режиме отопления | кВт | 10 |
| Минимальная полезная тепловая мощность | кВт | 9,6 |
| Максимальная тепловая мощность в режиме ГВС | кВт | 24 |
| Максимальный расход природного газа в режиме отопления | м³/ч | 1,23 |
| Максимальная производительность (КПД) | % | 93 |
| Класс эффективности | *** | |
| Напряжение | В | 230 |
| Частота | Гц | 50 |
| Номинальная потребляемая электрическая мощность | Вт | 135 |
| Кондиционер | ||
| Потребляемая мощность при охлаждении | кВт | 0,73 |
| Вес внутреннего блока | кг | 7 |
| Тип хладагента | кВт | R410-А |
| Напряжение подключения | В | 220 |
| Мощность при охлаждении | кВт | 2,34 |
Значения 10, 9,6, 24 и 2,34 кВт касаются эффективности основной работы изделий.
При определении же энергопотребления надо использовать значения 135 Вт (0,135 кВт) и 0,73 кВт: 0,135 + 0,73 = 0,865 кВт.
Электрическая мощность нагрузки может меняться в процессе её работы
Чаще всего это происходит у приборов с электродвигателями. В современном коттедже это обычно стиральная и посудомоечная машина, холодильник, насосы систем водоснабжения и отопления, привод автоматических ворот, кондиционер. Всему перечисленному свойственно высокое пусковое энергопотребление, которое в разы превышает энергопотребление в номинальном режиме работы (вплоть до восьмикратной разницы).
Важно!
При расчёте энергопотребления нагрузки используется максимальная из её возможных мощностей.
Если параметры устройства с электродвигателем ограничены только его номинальной мощностью, то стоит проконсультироваться со специалистами на предмет возможных пусковых скачков и фактического энергопотребления в различных режимах работы.
Аналогично и для большого количества осветительных приборов.
Расчёт электропотребления при централизованной защите всей электросети
При централизованном подключении стабилизатора необходимости в суммировании мощностей всех находящихся в коттедже электроприборов нет. Достаточно выяснить номинал вводного автомата. Далее есть два варианта:
- стабилизатор однофазный – номинал умножается на 220;
- стабилизатор трехфазный – номинал умножается на 380 и √3.
Энергопотребление нагрузки принимается равным полученному значению.
Важно!
Выделенная на одно домовладение мощность обычно составляет 5,5 кВт при однофазном присоединении к питающей сети и 15 кВт при трехфазном. Если расчетное энергопотребление нагрузки оказывается выше той из данных величин, которая соответствует текущей фазности, то следует принять его равным её значению (т.
Рисунок 2 – Пример 1. Централизованная защита всей нагрузки в однофазной сети с помощью однофазного стабилизатора (автомат 16 А)
Энергопотребление нагрузки = 16 А х 220 В = 3520 Вт.
Рисунок 3 – Пример 2. Централизованная защита всей нагрузки в однофазной сети с помощью однофазного стабилизатора (автомат 32 А)
32 А х 220 В = 7040 Вт – данное значение больше выделенной мощности, поэтому вместо него принимаем её величину. В итоге энергопотребление нагрузки = 5500 Вт.
Рисунок 4 – Пример 3. Централизованная защита всей нагрузки в однофазной сети с помощью однофазного стабилизатора (автомат 40 А, повышенная мощность по договору – 10000 Вт)
40 А х 220 В = 8800 Вт – данное значение меньше 10000 Вт, поэтому оставляем его без изменения.
Энергопотребление нагрузки = 8800 Вт.
Рисунок 5 – Пример 4. Централизованная защита всей нагрузки в трехфазной сети с помощью трехфазного стабилизатора (автомат 25 А)
√3 х 25 А х 380 В = 16455 Вт – данное значение больше выделенной мощности, поэтому вместо него принимаем её величину. Энергопотребление нагрузки = 15000 Вт.
Рисунок 6 – Пример 5. Централизованная защита всей нагрузки в трехфазной сети с помощью трех однофазных стабилизаторов (автомат 20 А)
Энергопотребление нагрузки для каждого из стабилизаторов = 20 А х 220 В = 4400 Вт.
Какой запас мощности необходим работающему в коттедже стабилизатору?
Рекомендуемая величина составляет 30% сверх энергопотребления нагрузки. Она позволит:
- запитать от стабилизатора приборы, потребляемая мощность которых не учитывалось при первоначальном расчете;
- компенсировать падение выходной мощности стабилизатора, происходящее при сильном отклонении входного напряжения.
На практике применение мощностного запаса выглядит следующим образом: энергопотребление нагрузки х 1,3 = энергопотребление с учётом запаса.
Как подобрать модель стабилизатора с подходящим значением мощности?
Энергопотребление нагрузки с учётом запаса (далее – Рнагр) необходимо сверить с мощностной линейкой стабилизаторов. Ближайшее к Рнагр с большой стороны значение и будет подходящей мощностью устройства.
Важно!
Выбирать стабилизатор с мощностью ближайшей к Рнагр с меньшей стороны не рекомендуется – это либо снизит величину ранее заложенного запаса мощности, либо вообще приведёт к покупке несоответствующего фактической нагрузке изделия. В крайнем случае допустимо лишь небольшое округление Р
Важно!
Обращайте внимание на единицы измерения! Производители стабилизаторов часто выносят на передний план параметр полной мощности (указывается в вольт-амперах – ВА или VA).
Он, в частности, может фигурировать в наименовании – «Модель 1000», где «1000» – полная мощность в ВА.
Потребляемая мощность привычных нам бытовых приборов приводится в ваттах (Вт или W – отражают активную мощность). Соответственно, в ваттах будет выражено и Рнагр.
Следует понимать, что активная и полная мощности не одно и то же – ВА ≠ Вт. У многих стабилизаторов мощность в ВА больше, чем – в Вт. Поэтому прибор с номиналом в 500 ВА может не подойти для нагрузки в 500 Вт!
Во избежание ошибок следует внимательно изучить технические характеристики стабилизатора – серьёзные производители помимо полной мощности обычно указывают и значение активной. Именно с ним и надо сравнивать Р нагр (ватты с ваттами). Если такой параметр у стабилизатора всё-таки отсутствует, то его следует уточнить у продавца или производителя устройства.
Подбор стабилизатора для коттеджа. Практические примеры
Пример 1
Необходимо защитить группу важных потребителей, включающую в себя газовый настенный котел с сопутствующим ему циркулярным насосом, холодильник и насос системы водоснабжения.
Максимальные потребляемые мощности:
- котел – 115 Вт;
- насос отопления – 300 Вт;
- насос системы водоснабжения – 1100 Вт;
- холодильник – 450 Вт.
Обратите внимание!
Все значения – условны. При реальном расчёте пользуйтесь только параметрами, соответствующими вашему оборудованию.
Находим суммарное энергопотребление: 115 + 300 + 1100 + 450 = 1965 Вт. Находим Р
Сравниваем Рнагр с мощностным рядом стабилизаторов (в качестве примера взяты данные однофазных настенных стабилизаторов «Штиль» серии «ИнСтаб»):
- модель 1 – 2000 ВА/1500 Вт;
- модель 2 – 2500 ВА/2000 Вт;
- модель 3 – 3000 ВА/2500 Вт;
- модель 4 – 3500 ВА/2750 Вт;
- модель 5 – 5000 ВА/4500 Вт.
Ближайшее к Рнагр с большой стороны значение – 2750 Вт, поэтому выбираем модель 4.
Пример 2
Необходимо обеспечить централизованную защиту всей сети в небольшом загородном доме.
Три питающих фазы, номинал вводного автомата 16 А.
Энергопотребление нагрузки = 16 х √3 х 380 = 10531 Вт – данное значение меньше выделенной мощности, поэтому оставляем его без изменений.
Находим Рнагр: Рнагр = 10531 Вт х 1,3 = 13690 Вт.
Сравниваем Рнагр с мощностным рядом трехфазных стабилизаторов (в качестве примера взяты данные трехфазных стабилизаторов «Штиль» серии «ИнСтаб»):
- модель 1 – 10 кВА/8 кВт;
- модель 2 – 15 кВА/13,5 кВт;
- модель 3 – 20 кВА/16 кВт.
В данном случае допустимо как округлить Рнагр в меньшую сторону и выбрать модель 2 (фактический запас мощности составит 28%), так и выбрать модель 3, которая будет работать с недозагрузкой (запас по мощности около 50%).
Как избежать ошибок при определении мощности стабилизатора?
Рекомендуем обратиться в официальный-интернет магазин производителя «Штиль». На нашем ресурсе вы не только найдёте полный модельный ряд инверторных стабилизаторов «Штиль», но и получите помощь в определении необходимой в конкретной ситуации мощности (консультации со специалистами возможны по телефону, посредством онлайн-чата или через электронную почту).
Отметим, что эталонные характеристики инверторных стабилизаторов «Штиль» гарантируют их эффективную работу как при питании группы каких-либо устройств, так и при централизованной защите сразу всей коттеджной сети. Заказать и оплатить прибор можно прямо на сайте. Возможна покупка в кредит. Доставка осуществляется во все регионы России.
Калькулятор расчета мощности стабилизатора напряжения
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Суммарная мощность составляет: Вт Выбираем коэффициент, учитывающий изменение напряжения в сети:
В трехфазной сети переменного тока, при необходимой мощности стабилизатора более 10 кВт, рекомендуем использовать стабилизаторы с одновременной стабилизацией фазного напряжения.  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Расчетные размеры кВА — UST
Для одно- и трехфазных приложений.
Рассчитать мощность стабилизатора напряжения несложно. Самым сложным аспектом является определение силы тока (или тока).
Однофазный расчет
- Определение входного напряжения для оборудования или цепи, которую необходимо защитить
- Определить номинальную силу тока для защищаемого оборудования или цепи
- Умножьте напряжение на ток и разделите на 1000, чтобы получить номинальный размер в кВА
Пример
Однофазное устройство имеет паспортную мощность 120 вольт, 40 ампер
Тогда мощность однофазного устройства в кВА составляет: 1000 = 4,8 киловольт-ампер (приблизительно 5 кВА)
Расчет трехфазной сети
- Определение входного напряжения для защищаемого оборудования или цепи
- Определить номинальную силу тока для защищаемого оборудования или цепи
- Умножьте напряжение на силу тока на 1,732 и разделите на 1000, чтобы получить номинальную мощность в кВА
Пример
Трехфазное устройство имеет паспортную мощность 480 вольт, 60 ампер
Тогда мощность трехфазного устройства составляет: вольт- ампер ÷ 1000 = 49,9 киловольт-ампер (примерно 50 кВА)
Сила тока/пусковой ток
Сила переменного тока является мерой тока, подаваемого на устройство или в цепь.
Электрические устройства потребляют различное количество тока в зависимости от их рабочего состояния или объема работы, которую они выполняют. Например, ток, протекающий через трехфазный электродвигатель, изменяется от нуля (выключен) до пикового уровня (пиковый, заблокированный ротор, пусковой или пусковой ток) и падает до промежуточного уровня (полная нагрузка или установившийся ток). ). Пусковой ток трехфазного двигателя может в 5-10 раз превышать ток полной нагрузки. (См. перегрузочную способность.)
Расчет силы тока
Определение силы тока для расчета мощности в кВА зависит от типа используемого стабилизатора напряжения. Для стабилизаторов напряжения с высокой перегрузочной способностью обычно используется ток в установившемся режиме или при полной нагрузке. Для стабилизаторов напряжения с низкой устойчивостью к условиям перегрузки обычно используется пусковой или пиковый ток. Нередко стабилизаторы напряжения с высокой устойчивостью к перегрузкам на 20–50 % меньше, чем их неустойчивые аналоги.
Существует несколько способов определения силы тока.
Первый способ – получение значений силы тока из паспортной таблички или документации для каждого устройства. Этот метод довольно точен и прост.
Второй способ – определение номинальной силы тока автоматического выключателя для цепей, защищаемых стабилизатором напряжения. Этот метод имеет тенденцию давать значения, которые слишком высоки для устройств, устойчивых к перегрузке, и могут быть слишком низкими для устройств, не переносящих нагрузку.
Третий способ – измерение тока в защищаемых устройствах или цепях. Этот метод должен применяться только квалифицированными техниками или специалистами, знакомыми с методом измерения и мерами безопасности. Этот метод часто дает очень точные результаты при условии, что измеренная сила тока точно представляет ожидаемую максимальную потребляемую мощность.
Во всех случаях разумно обеспечить некоторый запас в расчете силы тока, чтобы гарантировать, что мощность стабилизатора напряжения не будет меньше.
Стабилизаторы напряжения | VidyutBodha
Электроснабжение в большинстве мест в Индии нестабильно, во многих местах напряжение часто колеблется в обоих направлениях (вверх и вниз). Эти колебания напряжения могут повредить приборы, заставив их выйти из строя задолго до их нормального срока службы. Когда напряжение падает, электрический ток в приборе увеличивается, что может привести к возгоранию прибора. Таким образом, стабилизаторы напряжения нашли место во многих домах и офисах в Индии. В этой статье мы поговорим о стабилизаторах напряжения: что они делают, сколько энергии они потребляют и как выбрать один для вашей установки.
Принцип работы стабилизатора напряжения:
Стабилизатор напряжения — это электрический прибор, используемый для подачи постоянного напряжения на электрические устройства, такие как кондиционеры и компьютеры, и защищает их от повреждений из-за колебаний напряжения. Он работает по принципу трансформатора, где входной ток подключается к первичным обмоткам, а выходной ток поступает от вторичных обмоток.
Когда происходит падение входного напряжения, он активирует электромагнитные реле, которые добавляют большее количество витков во вторичную обмотку, тем самым обеспечивая более высокое напряжение, которое компенсирует потерю выходного напряжения. При увеличении входного напряжения происходит обратное, и, таким образом, напряжение на выходе практически не меняется.
Что такое стабилизаторы напряжения и как они работают?
Как следует из названия, стабилизаторы напряжения стабилизируют напряжение, а это значит, что если напряжение питания колеблется или меняется, приводит его в нужный диапазон. Это достигается за счет использования электромагнитных регуляторов, в которых используются переключатели ответвлений с автотрансформатора . Если выходное напряжение выходит за пределы допустимого диапазона, механизм переключает кран, чтобы заменить трансформатор, чтобы переместить напряжение в допустимый диапазон. Он не дает постоянного выходного напряжения, но управляет системой в безопасном диапазоне напряжений.
Как выбрать стабилизатор нужного размера?
Размер стабилизатора очень похож на размер ИБП или Инвертора (резервное питание). Самое главное — знать нагрузку, подключенную к стабилизатору. Сначала вы должны записать мощность (или ватты) для всех приборов, которые будут подключены к стабилизатору. Сумма потребляемой мощности (или ватт) даст вам нагрузку на стабилизатор в ваттах. Но большинство размеров стабилизаторов указаны в ВА (вольт-ампер) или кВА (киловольт-ампер, что равно 1000 вольт-ампер). Хотя, чтобы получить фактические ВА (или Вольт-ампер) из ватт, вам придется провести некоторые измерения, но для грубого приближения вы можете увеличить значение ватт на 20%, чтобы получить приблизительный размер ВА, который вам может понадобиться.
Например, если сумма ватт, подключенных к вашему стабилизатору, равна 1000, то вы можете взять стабилизатор на 1200 ВА или 1,2 кВА. (Обратите внимание, что 20% подходит для жилых систем и может не работать в промышленности, если у вас плохой коэффициент мощности).
Различаются ли однофазные и трехфазные стабилизаторы напряжения?
Да. А вот трехфазный стабилизатор напряжения требуется только в том случае, если нужна стабилизация напряжения для трехфазного двигателя или для стабилизации напряжения для полноценной трехфазной установки.
Все бытовые приборы могут работать от однофазного стабилизатора напряжения, а трехфазный стабилизатор напряжения может не потребоваться для бытового использования, за исключением тех случаев, когда требуется стабилизировать напряжение всего дома при трехфазном подключении.
Стабилизатор на весь дом ставить не рекомендуется, т.к. стабилизаторы напряжения тоже потребляют электроэнергию, а значит, их использование на весь дом приведет к потреблению электроэнергии на все 24 часа. Вместо этого, если он используется для отдельного прибора, его можно отключить при выключении прибора.
Сколько электроэнергии потребляют стабилизаторы напряжения?
Потребление электроэнергии стабилизаторами напряжения зависит от КПД стабилизатора.
Обычно они имеют КПД 95-98%. А значит, они потребляют около 2-5% от максимальной нагрузки. Таким образом, если у вас есть стабилизатор на 1 кВА (или 1000 ВА), он будет потреблять около 50 Вт (при пиковой нагрузке). Это означает, что если стабилизатор мощностью 1 кВА оставить включенным на 10 часов, он будет потреблять около 0,5 единицы электроэнергии. Таким образом, если оставить его включенным на 24 часа, это может привести к большому потреблению электроэнергии.
Есть ли в современных холодильниках/кондиционерах встроенная стабилизация напряжения?
Современные бытовые приборы (в основном холодильники и кондиционеры) имеют больший диапазон рабочих напряжений, т.е. если раньше холодильники хорошо работали только в диапазоне 200-240В, то теперь они имеют более широкий диапазон 170-290В. Но они не идут со встроенными стабилизаторами напряжения. Использование стабилизатора напряжения с такими приборами может не понадобиться, если только напряжение в вашем регионе не поднимается или не падает намного выше или ниже предела, при котором устройство может работать.
Заключение
Всегда выбирайте стабилизатор напряжения подходящего размера, а также старайтесь приобретать его для отдельных приборов, а не для всего подключения к электричеству. Если оставить их включенными на более длительный срок, это может привести к увеличению счетов за электроэнергию.
Существует много существенных различий между статическим стабилизатором напряжения нового поколения (SVS) и традиционным сервостабилизатором. В этом посте мы подробно обсудим каждую разницу. Эти различия заключаются в конструкции, работе, надежности и характеристиках как сервостабилизатора напряжения, так и статического стабилизатора напряжения. Давайте посмотрим на различия один за другим:
1) Скорость коррекции напряжения:
Не содержит движущихся частей. Статический стабилизатор напряжения имеет чисто электронную схему для корректировки напряжения. Следовательно, статический стабилизатор имеет исключительно высокую скорость коррекции напряжения, чем сервостабилизатор напряжения.
Скорость коррекции напряжения на СВС может быть в пределах от 360 до 500 В/сек. С другой стороны, сервостабилизатор имеет движущийся серводвигатель, с помощью которого достигается коррекция напряжения. Сервостабилизатор является электромеханическим устройством, поэтому его скорость коррекции напряжения ниже, чем у статического стабилизатора напряжения.
2) Время коррекции:
Из-за высокой скорости коррекции напряжения статический стабилизатор напряжения имеет малое время коррекции от 20 до 30 миллисекунд по сравнению со временем коррекции сервостабилизатора от 50 миллисекунд до 5 секунд.
3) Техническое обслуживание:
Поскольку сервостабилизатор имеет движущийся серводвигатель, следовательно, он подвержен регулярному износу и требует обслуживания. Из-за статического характера статического регулятора напряжения он не требует обслуживания.
4) Надежность:
В стабилизаторе напряжения сервопривода коррекция напряжения достигается увеличением или уменьшением числа обмоток в автотрансформаторе с помощью вала серводвигателя.
Это увеличивает или уменьшает напряжение на первичной обмотке понижающего повышающего трансформатора, в свою очередь, на вторичной обмотке понижающего повышающего трансформатора и, следовательно, корректирует выходное напряжение. Следовательно, надежность серворегулятора напряжения в основном зависит от надежности серводвигателя. Точно так же надежность статического стабилизатора напряжения зависит от надежности силового каскада IGBT. В целом силовой каскад статического IGBT более надежен, чем электромеханический серводвигатель, поэтому SVS более надежны, чем серворегулятор.
5) Функция автоматического обхода:
В статическом стабилизаторе напряжения обеспечить автоматический обход очень просто. А благодаря быстрой электронной структуре SVS может автоматически переключаться на байпас и без перерыва выходного напряжения (нулевое время перехода) даже в случае неисправности. В сервостабилизаторе напряжения сложно обеспечить механизм автоматического байпаса, и даже при этом он становится очень дорогостоящим предложением, а переход на байпас может произойти с перерывом в выходном напряжении (требуется время перехода).
6) Защита от перегрузки по току из-за короткого замыкания:
В статическом стабилизаторе напряжения плата управления DSP постоянно измеряет входное напряжение, выходное напряжение, ток IGBT и ток нагрузки, что является частью принципа работы. В случае короткого замыкания на выходе статического стабилизатора напряжения ток нагрузки экспоненциально возрастает, что автоматически определяется контроллером DSP, и он мгновенно отключает выход и переключает силовой каскад IGBT для устранения ошибки перегрузки по току. Следовательно, ошибка перегрузки по току устраняется в SVS очень быстро и без добавления дополнительного оборудования. В случае сервостабилизатора напряжения защита от перегрузки по току может быть достигнута с помощью дополнительного оборудования (MCCB, CB и т. д.), а устранение неисправности не происходит мгновенно.
Другие различия между стабилизатором напряжения статического типа и сервостабилизатором напряжения:
| Технические характеристики | Стабилизатор напряжения | Стабилизатор напряжения сервопривода |
| Фильтр ЭМИ/РМИ | В стандартной комплектации без доплаты | Дополнительно за дополнительную плату. |
| Размер | Очень компактный | Компактный |
| Вес | Очень малый вес | Большой вес |
| Окно входного напряжения | Шире, как 170–290 В переменного тока | менее широкий 185-260 В переменного тока |
| Стабильность напряжения | 1% | 2% |
| Принцип работы | Метод ШИМ, на основе IGBT | Серводвигатель управляется. |
| Звук | Бесшумная работа | Высокий звук с возрастом. |
| Форма выходного сигнала Искажение | Не искажение | Искажение |
| Отключение при перегрузке | стандарт | дополнительно |
Нравится:
Нравится Загрузка.