Стабилизация напряжения: обратная связь в dc/dc-преобразователях

Стабилизация без контура обратной связи

Не все DC/DC-преобразователи, обладающие в той или иной степени стабилизацией выходного напряжения, применяют обратную связь, выполненную в виде отдельной схемы. Здесь она все равно имеется, но косвенная, как свойство топологии. Так, базовый автогенератор Ройера (англ. Royer relaxation oscillator), используемый в примере, показанном на рис. 1, не имеет регулирующей петли обратной связи.

Рис. 1. Двухтактный преобразователь Ройера без петли регулирования

Автоколебательная схема действует на частоте, которая определяется физическими характеристиками трансформатора и зависит только от входного напряжения, в соответствии со следующим соотношением:

Здесь N_P — это число витков первичной обмотки; В — представляет собой магнитный поток насыщения; а A_E — площадь поперечного сечения трансформатора. Формула может быть преобразована для вычисления частоты авто­колебаний f:

Использованный в формуле коэффициент 4 отличается от стандартного уравнения трансформатора, в котором используется коэффициент 4,44. Это связано с тем, что автогенератор Ройера выдает меандр, а не синусоидальный сигнал. Само выходное напряжение непосредственно зависит от соотношения числа витков на первичной обмотке N_P по отношению к числу витков на вторичной обмотке N_S:

Из приведенных соотношений мы можем видеть, что и выходное напряжение, и рабочая частота не являются в данном случае фиксированными и зависят от входного напряжения. Поэтому в идеале нерегулируемые DC/DC-преобразователи могут быть использованы только при стабильном входном напряжении.

Однако на практике есть еще и скрытые механизмы обратной связи, обеспечивающие характеристики автогенератора Ройера выше, чем в теории. Первичные, вторичные обмотки, а также обмотки обратной связи, так или иначе, взаимодействуют между собой из-за наличия индуктивностей рассеяния и емкостной связи. Обмотки могут быть расположены на сердечнике для увеличения или уменьшения этих взаимо­действий или экранирования одной обмотки от влияния другой. Например, нерегулируемые преобразователи могут быть выполнены таким образом, чтобы быть устойчивыми к короткому замыканию. Это достигается путем намотки их вторичных обмоток между первичными обмотками и обмотками обратной связи. Такая намотка приводит к тому, что в случае короткого замыкания на выходе в трансформаторе образуется своеобразный защитный экран, который уменьшает связь между первичной и вторичной обмотками. Когда выход замкнут накоротко, то преобразователь продолжает генерировать колебания, но уже при сильно сниженной мощности, так что его ключи могут спокойно выдержать работу в этом режиме. В случае полного короткого замыкания рассматриваемый преобразователь будет функционировать с нагревом, но выдержит данный режим и не выйдет из строя. Как только короткое замыкание будет устранено — преобразователь вернется к своему нормальному режиму работы с полной выходной мощностью.

Определение стабильности цифровой петли обратной связи с помощью билинейного преобразования

Если для формирования компенсации в петле обратной связи используется цифровой сигнальный процессор DSP (англ. DSP — Digital Signal Processor), стабильность такого цифрового контура может быть достигнута с помощью преобразования Лапласа для систем с дискретными сигналами.

В такой цифровой системе в качестве входного сигнала предусмотрен уже не непрерывный во времени сигнал, а дискретный в виде выборок с определенной частотой, называемой частотой дискретизации. Таким образом, значения переменных в s-плоскости должны быть преобразованы в дискретные значения Z-плоскости с выборкой по времени с помощью билинейного преобразования, известного как преобразование Тастина.

Результатом данного отображения является то, что устойчивая область в Z-плоскости превращается в окружность с радиусом, равным 1, в так называемую единичную окружность (рис. 17).

Рис. 17. Единичная окружность Z-плоскости

Удаленный правый край окружности (w = 0) представляет собой постоянный ток. Удаленный левый край окружности представляет собой частоту наложения спектров. Любые полюса, которые лежат вне этого круга, будут неустойчивыми. Полюса петли обратной связи теперь могут быть нанесены в Z-плоскости. Положения полюсов представляют нормированные отклики на частоту дискретизации, в отличие от сигналов непрерывных по времени, как это представлялось в S-плоскости.

Цифровая компенсация, во-первых, использует частоту дискретизации цифрового сигнального процессора, которая намного выше, чем системная частота перехода, так что любые расчеты являются точными. Для того чтобы найти значения параметров компенсации, здесь возможны два общих подхода. Первый — переработка в цифровую форму параметров компенсации на основе первичной разработки аналоговой системы управления, а второй — прямая разработка уже непосредственно цифрового управления. При переносе аналогового управления в цифровой вариант первоначально устанавливается линейная модель импульсного преобразователя. Причем компенсация петли обратной связи моделируется обычно в S-плоскости. А потом, для того чтобы завершить проектирование уже цифровой компенсации, результаты полученной аналоговой компенсации отображаются в z-плоскость. При непосредственном подходе к проектированию цифрового управления дискретная модель импульсного преобразователя является полностью моделируемой с использованием цифрового управления, а решение в части компенсации рассчитывается непосредственно в Z-плоскости. Это требует применения точных моделей всех аналоговых элементов, а моделирование осуществляется с помощью таких программ, как Spice или Matlab.

Результат обоих методов один и тот же — рассчитанная матрица значений сохраняется как таблица преобразования. DSP или микроконтроллер будут получать оцифрованный входной сигнал, вводить его для вычисления в матрицу, а на выходе иметь полученное значение либо как аналоговый сигнал управления, либо, что используется чаще всего, как скорректированный выходной сигнал управления непосредственно самого ШИМ-драйвера. В последнем случае схемы компаратора и цепи формирования ШИМ также будут синтезированы в цифровом виде. Это исключает ошибки контура аналогового управления, связанные с компенсацией наклона, и нестабильность RHP. Если требуется обрабатывать иной режим работы компенсации обратной связи на отклик, то цифровой контроллер может плавно переключаться между таблицами преобразования без сброса выхода преобразователя. Это уникальная способность, не свойственная аналоговым контроллерам. Таким образом, количество компромиссов, которым нужно следовать при выборе необходимой характеристики компенсации, значительно снижается.

Именно это отсутствие компромиссов и способность буквально мгновенно переключаться между быстрой переходной характеристикой или стабильным выходом и делает цифровой контур обратной связи таким привлекательным. Поскольку стоимость микроконтроллеров продолжает снижаться, то все больше и больше DC/DC-преобразователей будут мигрировать в сторону контроллеров с полностью цифровыми или гибридными петлями обратной связи.

Плюсы применения стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения сегодня активно применяются как в быту, так и в промышленных целях, да и в целом в любых сферах, где есть нестабильное напряжение. Это неудивительно, ведь устройства дают массу преимуществ:

• Организация стабильного напряжения в электросети. Эти аппараты уравнивают возникающие скачки так, что на выходе напряжение всегда одно и то же – 220 В. В случае возникновения слишком больших перепадов стабилизатор просто отключает от сети электроприборы, чтобы они не были повреждены;
• Любые устройства, входящие в электросеть через стабилизатор напряжения, даже в случае аварийного выключения остаются работоспособными;
• При установке стабилизаторов дома прекращается мигание лампочек, благодаря чему прослужить они могут намного дольше. Такой подход позволяет даже экономить средства, поскольку не приходится так часто менять осветительные приборы и тратить деньги на ремонт другого оборудования.

Минусом использования стабилизаторов являются их довольно большие размеры и порой высокая стоимость. Кроме того, эти аппараты очень чувствительны к пыли и влажности. Однако, установка стабилизатора просто необходима для ряда приборов и устройств, таких как: видеоаппаратура, ноутбуки и ПК, кухонные комбайны, холодильники, телевизоры, климатическая техника, насосы и обогреватели. Особенно это касается отдаленных районов, поскольку там скачки напряжения наиболее ощутимы.

Правила выбора

Перед решением вопроса о выборе стабилизатора по типу питания важно определиться с тем, в каких сетях его предполагается эксплуатировать. Если планируется использовать его в квартире городского дома, хозяину потребуется типовой однофазный прибор

Если же покупатель намерен пользоваться им на даче, где имеется силовая подводка 380 Вольт, подойдет только трехфазный образец.

Перед походом в магазин важно ознакомиться с производителями этих приборов и выбрать для себя фирму, пользующуюся хорошей репутацией. В этом случае не имеет значения, отечественная это компания или зарубежная, поскольку и наши производители способны делать конкурентоспособные модели

Практические рекомендации по проверке стабильности напряжения в сети

Стабильность напряжения в электрической сети является важным фактором для нормального функционирования электрооборудования. Нестабильное напряжение может привести к сбоям в работе электроники, повреждению устройств и даже возгоранию. Чтобы убедиться в стабильности напряжения в сети, можно воспользоваться несколькими практическими рекомендациями.

Проверка напряжения на длительном промежутке времени

Для проверки стабильности напряжения обратите внимание на показания вольтметра в течение длительного времени, например, в течение нескольких часов. Идеальная стабильность напряжения означает, что значение напряжения не должно значительно меняться в течение указанного периода времени

Использование стабилизатора напряжения

Установка стабилизатора напряжения может помочь обеспечить стабильное напряжение в сети. Стабилизатор напряжения может компенсировать колебания входящего напряжения и поддерживать стабильное значение на выходе. Для проверки работы стабилизатора можно использовать вольтметр и убедиться, что значение напряжения на выходе остается постоянным в течение длительного времени.

Проверка напряжения в разных точках сети

Необходимо проверить стабильность напряжения в разных точках электрической сети. Используйте вольтметр, чтобы измерить напряжение на разных розетках или розетках в разных помещениях. Разница в значениях напряжения может указывать на проблемы со стабильностью напряжения или на неправильную работу электрической системы в конкретной точке сети.

Консультация квалифицированного электрика

Если вы не уверены в стабильности напряжения в сети, рекомендуется обратиться к квалифицированному электрику для проведения проверки и диагностики системы. Электрик сможет измерить и проанализировать напряжение, выявить возможные проблемы и предложить решения для обеспечения стабильности напряжения в сети.

Периодическая проверка и обслуживание электрооборудования

Для поддержания стабильности напряжения в сети также рекомендуется периодически проверять и обслуживать электрооборудование. Проследите за состоянием розеток, шнуров питания и проводов, чтобы убедиться в их исправности. Проверьте работу электрических приборов и оборудования на наличие возможных проблем с напряжением. Регулярное обслуживание поможет предотвратить потенциальные сбои и обеспечит стабильность напряжения в сети.

Соблюдение этих практических рекомендаций поможет вам проверить и обеспечить стабильность напряжения в электрической сети, что позволит избежать проблем с электрооборудованием и обеспечит его нормальную работу в течение длительного времени.

Какой стабилизатор напряжения лучше выбрать?

На этот вопрос нет однозначного ответа. Наиболее технологичные – электронные. В них нет изнашивающихся узлов, поэтому теоретический срок службы выше. Дополнительно стоит отметить полную тишину при коммутации. Но вот стоимость неоправданно высока. Релейные более долговечны, чем сервоприводные, но щелкают при переключении. Оптимальны по «цена/функциональность». Сервоприводные стабилизаторы можно порекомендовать для установки в тех домах, где входящее напряжение, изменившись, относительно долгое время держится на том же уровне (электросварка – главный «враг» устройств такого типа).

Качество электроэнергии, как бороться с отклонениями напряжения

   Напряжение сети в зависимости от неизбежных колебаний нагрузки обычно изменяется. Чтобы отклонение напряжения выдерживалось в допустимых пределах, «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ), которые являются основным электротехническим кодексом, рекомендуют применять различные средства регулирования напряжения как на трансформаторных подстанциях (это дело Энергосбыта и Управления электрическими сетями и осуществляется централизованно для целых поселков, садовых или дачных товариществ или городских микрорайонов), так и непосредственно в вашем доме при помощи регуляторов и стабилизаторов напряжения, ручных или автоматических, которые есть в продаже.

   На картинке выше, представлен стабилизатор Ресанта релейный с цифровым дисплеем, имеет широкий диапазон входного напряжения, высокую точность поддержания выходного напряжения, не выносит искажений во внешнюю сеть и надежно работает при любых изменениях нагрузки, обеспечивает эффективную защиту от перегрузки, короткого замыкания и импульсных помех.

Зачем нужен стабилизатор напряжения

   Его назначение — на длительный период обеспечить бесперебойную службу бытовых устройств. Он стабилизирует подаваемую нагрузку, что предохранит электроприборы и продлит срок их эксплуатации, обеспечивая также экономию энергопотребления.

   На картинке ниже, представлено многофункциональное реле защиты от скачков напряжения

Зачем нужны подобные реле

   Реле автоматики защищает дома, квартиры, офисы, оборудование от резких перепадов напряжения и убережет бытовую технику. Это гарантированная защита электросети. При перегрузках электросети, при бурях, штормах, коротких замыканиях, умышленном повреждении проводов, других аварийных ситуациях техника перегорает, может возникнуть возгорание жилья.

Как выбрать, ставить оба или что-то одно

   Приобретение только одного из рассматриваемых приборов не решит проблему полной защиты электросети в доме. Поэтому можно рекомендовать установить оба устройства.

   Вначале нужно определить, где лучше ставить электро-защиту в доме. Чтобы определиться с мощностью устройства для всего дома, необходимо посчитать суммарную мощность всех потребителей тока (холодильник, водонагреватель, кондиционер и т.д.), учесть те, которые включаются периодически – утюг, стиральная машина, фен, чайник, и прибавить запас не менее 20-30% для пусковых токов и возможной новой техники.

Точность измерения напряжения и ее важность

Использование электропитающих устройств с низкой точностью измерения напряжения может привести к различным проблемам. Например, неправильное измерение напряжения может привести к ошибочной работе электронных компонентов, повреждению оборудования или даже возникновению пожара. Поэтому точность измерения напряжения является важным показателем, который следует учитывать при выборе электропитающих устройств.

Точность измерения напряжения обычно выражается в процентах или милливольтах. Чем меньше значение точности, тем более точно устройство может измерять напряжение. Например, устройство с точностью измерения напряжения +/- 1% может измерять напряжение с точностью до 1% от значения, которое было измерено.

При выборе электропитающих устройств необходимо учитывать требования по точности измерения напряжения, которые предъявляются к конкретной системе. Некоторым приборам и системам требуется высокая точность измерения напряжения, например, в медицинском оборудовании или в системах автоматизации производства. В других случаях, когда точность измерения не так важна, можно использовать устройства с более низкой точностью, что часто может быть более экономичным решением.

Точность измерения напряжения	Описание
Высокая точность	Устройства с точностью измерения напряжения в пределах +/- 0.1% или меньше
Средняя точность	Устройства с точностью измерения напряжения в пределах +/- 1% или меньше
Низкая точность	Устройства с точностью измерения напряжения в пределах +/- 5% или меньше

В целом, точность измерения напряжения имеет прямую корреляцию с качеством работы электропитающих устройств. Чем выше точность измерения, тем более надежно и безопасно работает система в целом.

Классификация

Однофазные стабилизаторы напряжения делятся на две группы:

1. Электромеханические.
2. Электронные.

Конструкция первого вида отличается тем, что понижение или повышение напряжения производится по средству перемещения токосъемного контактора по обмотке самого трансформатора. При этом контактор приводится в движении сервоприводом. Во втором случае переключение производится при помощи или реле, или тиристоров, или симисторов. В общем, все будет зависеть от того, какие коммуникационные ключи установлены в конструкции прибора.

Какие плюсы и минусы у двух видов стабилизаторов? Начнем с того, что электромеханический стабилизатор напряжения является обладателем высокой точности в процессе подгона напряжения под номинал. Здесь погрешность составляет 0,5%. Плюс ко всему эти приборы могут выдержать приличную нагрузку, почти вдвое. Да и срок их эксплуатации достаточно большой. Правда, есть одна оговорка. Все эти показатели будут реальными, если стабилизатор периодически обслуживать. Что для этого необходимо делать?

Электромеханические стабилизаторы

• Чистить токосъемную дорожку.
• Менять контактор.

Кстати, эти операции можно отнести к недостаткам электромеханического однофазного стабилизатора напряжения. Сюда же можно добавить:

• Низкую скорость работы.
• Достаточно узкий предел стабилизации.

Однофазный электронный прибор в этом плане превосходит электромеханический стабилизатор напряжения. Во-первых, у него быстрая скорость срабатывания. Он моментально реагирует на изменения напряжения в сети переменного тока. Во-вторых, больший диапазон реагирования. Электронные приборы справляются с отклонениями от 100 до 300 вольт. В-третьих, это полное отсутствие обслуживания. Ничего чистить не надо. Правда, со временем полупроводниковые элементы теряют свои качества и свойства, что приводит к их замене. Сделать это несложно, если хотя бы немного разбираться в радиотехнике. Если не разбираетесь вовсе, то можно отремонтировать стабилизатор в сервисном центре. Стоит такая услуга недорого.

Внутреннее устройство стабилизатора

В-четвертых, в электронных приборах есть возможность реализовывать технологию вольтодобавки. Для этого придется установить два трансформатора, что позволит стабилизаторы увеличить нагрузку практически в четыре раза. Да плюс повышение точности стабилизации. Кстати, под стабилизацией необходимо понимать отклонение от номинала, то есть, от показания напряжения в 220 вольт. В этом случае уровень отклонения принимается низким.

Установка стабилизатора напряжения электриком

Установку стабилизатора напряжения должен производить квалифицированный электрик

Не пробуйте сами! Не зная элементарных мер предосторожности при работе с электричеством может привести к опасным последствиям

Подключение однофазного стабилизатора

Данная схема подходит для любых однофазных стабилизаторов напряжения.

Перед началом работ обесточьте оборудование. В распределительном щите разрывается фазный провод. Провод поступающий с входного автомата подать на вход стабилизатора напряжения. Мощность данного автомата должна быть не меньше мощности стабилизатора.

Выходной провод со стабилизатора напряжения подается в нагрузку. Нулевой провод добавляется на клеммную колодку или скрутку. В стабилизаторах других производителей используется четыре провода для подключения. Это подается ноль на вход стабилизатора напряжения, и ноль с выхода.

Перед включением проверьте правильность соединения проводов. Обесточьте нагрузку (отключив распределительные автоматы, если их нет, то выключить все приборы из розеток). Включите стабилизатор напряжения. Проверьте питание на входе стабилизатора и на выходе.

Если напряжение в пределах паспортных характеристик стабилизатора напряжения, то подключить нагрузку. После подключения нагрузки проверьте уровень нагрузки.

Чтобы мощность нагрузки не превышала мощности стабилизатора напряжения. Раз в год необходимо подтягивать винтовые и болтовые соединения. Плохой контакт или плохо затянутый контакт, может привести к выходу из строя изоляции провода или к пожару.

Подключение трехфазного стабилизатора

Трехфазные стабилизаторы отличаются от однофазных лишь количеством линий стабилизации.

Фактически вы можете использовать три однофазных прибора (одного типа и мощности), соединив их параллельно друг другу (по фазам) и последовательно для потребителя, к ним подключаемого.

Нейтральные клеммы на входе соединяются друг с другом. То же самое делается на выходе. В результате получается, что и в сторону сети, и в сторону потребителя приборы подключены по схеме «звезда».

После включения трехфазного стабилизатора в сеть, обязательно проверьте выходные напряжения. Они должны соответствовать паспортным характеристикам. Обязательно проводите профилактику винтовым или болтовым соединениям проводов.

Стабилизаторы напряжения для дачи

На дачах традиционно востребованы особые модели стабилизаторов, которые допускается подключать непосредственно к вводному щитку через отдельный автомат. Они отличаются сравнительно большой мощностью преобразования, поскольку используются для работы со специфичным дачным оборудованием (насосами, поливочными системами и т. п.). Подключить эти устройства к стабилизатору можно посредством специальной распределительной колодки или через предусмотренную в некоторых моделях розетку.

На даче обязательно наличие заземления, посредством которого удается обезопасить работу с садовым оборудованием.

На открытом воздухе надежно заземляются не только металлические части используемых агрегатов, но и корпус самого стабилизатора, установленного в линейной цепи.

Составные части трехфазной Ресанты АСН

Прежде, чем переходить к ремонту стабилизатора напряжения, сначала коротко рассмотрим, из чего состоит и как устроен наш ящик.

Итак, как я уже говорил в предыдущей статье про трехфазные стабилизаторы, трехфазный стабилизатор – это три однофазных. Так же обстоит дело и с Ресанта асн-20000/3-эм:

Стабилизатор трехфазный электромеханический – устройство

Видно, что этот стабилизатор состоит из трёх одинаковый частей – из трёх однофазных стабилизаторов, каждый из которых стабилизирует только свою фазу. Это относится к таким распространенным однофазным моделям, как АСН 10000 1 эм и др.

Автотрансформатор

Сердце электромеханического трансформатора – это повышающий автотрансформатор. Это “сердце” бьётся в такт с изменением напряжения на входе стабилизатора, пытаясь выровнять его до нормы.

Автотрансформатор повышающий – сердце электромеханического стабилизатора

Почему используется повышающий, а не понижающий автотрансформатор? Потому что стабилизаторам чаще всего приходится иметь дело с пониженным входным напряжением. Но это не значит конечно, что он не может понизить завышенное входное напряжение. Впрочем, принципы работы автотрансформатора здесь описывать не буду.

Рассмотрим устройство стабилизатора на следующей фотографии:

Устройство стабилизатора с пояснениями

Первое, что надо усвоить – автотрансформатор состоит из двух равноценных частей, соединенных параллельно для увеличения мощности. Соответственно, есть две обмотки, по ним ездят две щётки (на фото щётку не видно, она указана стрелкой).

Поскольку щётка – это контакт, причём довольно плохой, то она греется. Это нормально, но для её охлаждения предусмотрен радиатор. В радиаторе щётки закреплен термодатчик, который при превышении допустимой температуры (105°С) размыкает контрольную цепь и отключает нагрузку от выхода стабилизатора.

Двигатель перемещает щётки по поверхности обмотки, подстраивая напряжение. На конце хода щёток, соответствующему наименьшему напряжению (140 В) установлены концевые выключатели, останавливающие двигатель. Это наиболее сложный режим работы, поскольку выходная мощность стабилизатора при этом падает. Если напряжение понижается и дальше, то автотрансформатор уже не справляется, и весь стабилизатор отключается. Это происходит за счет размыкания контактов реле KL (см. принципиальную схему ниже).

На корпусе трансформатора закреплен (приклеен) термодатчик, которой при перегреве выше 125 °С размыкает контрольную цепь, предохраняя от дальнейшего теплового разрушения.

Оба типа датчиков – самовосстанавливающиеся. То есть, при остывании контрольная цепь собирается, и стабилизатор снова готов к работе.

Электронная плата

Что же заставляет двигаться двигатель автотрансформатора? Это электронная схема, которая измеряет входное фазное напряжение, и выдает напряжение на серводвигатель, который двигает щётку автотрансформатора, изменяя напряжение на выходе до нужного уровня:

На приведенном фото видны последствия устранения частой неисправности – пробой биполярных силовых транзисторов, через которые управляется двигатель. С ними заодно выгорают и резисторы, которые исходно имеют мощность 2Вт, но заменены на 5Вт. Но по неисправностям и ремонту – в конце статьи.

Этот пускатель необходим для защиты (отключения) стабилизатора и нагрузки в случае неготовности, неисправности или перегрева.

Подробнее рассмотрим его работу при разборе принципиальной электрической схемы.

Возможные последствия скачков напряжения

Изменения напряжения, выходящие за установленные нормами рамки, потребителям электроэнергии грозят выходом из строя электроприборов. Напомним, что при 220 вольтах нижняя максимально допустимая граница – 198,0 В, верхняя – 242 В.

Наибольшую опасность для домашних электроприборов представляют грозовые перенапряжения, поскольку величина импульса может достигать нескольких киловольт. Ниже представлен блок питания 40” телевизора после попадания разряда молнии в ВЛ, от которой был запитан частный дом. Ни реле напряжения, установленное на вводе, ни внутренняя защита и предохранители электронного устройства сработать не успели.

Блок питания телевизора после попадание молнии в ЛЭП

С большой вероятностью бытовая техника «сгорит», если перенапряжение вызвано обрывом нуля. В таких случаях напряжение начинает стремиться к 380,0 В (на практике обычно 300-320 В, но и этого достаточно для выхода приборов из строя).

Броски меньшого уровня вызывают сбои в работе электронного оборудования, а также сокращают срок эксплуатации техники, оборудованной компрессорами или электродвигателями. На электронагревательные приборы незначительные перепады и скачки практически не оказывают серьезного влияния, исключение составляет оборудование с электронной системой управления.

Основные причины возникновения скачков напряжения в сети

Важность защиты электрической сети и приборов в электрической сети от воздействия больших скачков напряжения трудно переоценить. Защита от скачков напряжения в электрической сети может строиться на применении специальных устройств для защиты от скачков напряжения, сетевых фильтров

Для защиты сети и потребителей от скачков могут использоваться и стабилизаторы напряжения со встроенной защитой от скачков напряжения.

Есть много причин различного характера, вызывающие отклонения напряжения от нормы в сети частного дома или квартиры. Рассмотрим наиболее распространенные случаи:

1. Увеличение или уменьшение тока нагрузки в системе электроснабжения. Причина кроется в одновременном подключении к сети мощных электроприборов (электрические печи, бойлеры, масляные обогреватели и т.д.). Наибольший пик нагрузки приходится на вечерние часы, особенно в холодное время года, следствием этого является понижение напряжения.
2. Перегрузка трансформаторной подстанции может стать причиной нестабильной работы ее оборудования. Проблема заключается в том, что большинство узлов энергосистем проектировались и строились более 30-40 лет назад, соответственно, они были рассчитаны на более низкую нагрузку. Для исправления ситуации необходима модернизация оборудования проблемных узлов, а это требует серьезных финансовых вложений.
3. Причинами кратковременных скачков напряжения также могут быть аварии на ЛЭП или кабельных магистралях. Это может быть связано как с общим состоянием линий, так и неблагоприятными погодными условиями.
4. Резкий скачок напряжения происходит при обрыве нуля или плохом электрическом контакте нулевого проводника. В первом случае произойдет повышение напряжения вплоть до 380 Вольт, во втором, будут наблюдаться кратковременные скачки с 220 до 380 В.
5. Проблемы с внутридомовой разводкой электросети. Причины могут быть связаны с использованием при некачественных материалов, неправильно выполненным монтажом или «старой» проводкой. В результате происходят скачки и колебания напряжения, сопровождаемые сильными импульсными помехами.
6. Бросок напряжения возникает в тех случаях, когда на смежной линии системы электроснабжения подключен мощный потребитель, например промышленный объект. Известно, что в момент включения электродвигателей образуются сильные пусковые токи, это приводит к тому, что начинает «прыгать» напряжение. Причем установка специальных сетевых фильтров на таком объекте только частично исправляет ситуацию. Заметим, что совсем необязательно жить рядом с промышленным объектом, чтобы ощутить все эти прелести, подобный эффект может давать небольшая мастерская, торговый центр или любое общественное здание оборудованное мощной вентиляционной системой.
7. К возникновению импульсных перенапряжений может привести попадание молнии в ВЛ. Напряжение импульса может измеряться в киловольтах.

   Попадание молнии в ЛЭП вызывает сильное перенапряжение сети

Это гарантировано выведет из строя включенные в розетки электрические приборы, несмотря на краткосрочность импульса (порядка нескольких миллисекунд) броска. Большинство устройств, обеспечивающих защиту, просто не успеют сработать.

1. Возникают скачки и по техногенным причинам, одна из них – обрыв сетевого провода трамвайной или троллейбусной контактной сети с последующим попаданием на ВЛ. Это приведет к тому, что превышение нормального напряжения в сети составит порядка нескольких сотен вольт. На практике встречались случаи, когда в результате такой аварии выгорали (в буквальном смысле) электроприборы в ближайшем доме.
2. Возникают скачки также при работе сварочного оборудования. Такая проблема более характерна для сельской местности, поскольку в хозяйстве часто возникает потребность для ремонта с применением сварки, например, подварить петли на воротах. Нередко некоторые умельцы с целью сэкономить подключают сварочное оборудование на вход, минуя счетчик и устройства защиты. В результате при образовании дуги происходят скачки и броски электрического тока в линии, от которой также запитаны дома соседей.

Мы назвали далеко не все причины, по которым образуются скачки входного напряжения, но приведенных примеров вполне достаточно, чтобы подвести итоги. Перепады и скачки могут быть вызваны:

• Резким изменением нагрузки.
• Авариями, вызванными воздействием стихии или имеющие техногенную природу.
• Износом оборудования.
• Отсутствием резерва мощности.

В первых двух случаях доказать вину компании, предоставляющей услуги, будет проблематично, в последних двух можно рассчитывать на получение компенсации.

Как защитить технику от низкого напряжения?

Низкое напряжение может быть опасным для электронной техники, поскольку оно может привести к нестабильному питанию и повреждению устройства. Однако, существуют несколько способов защитить технику от подобных проблем:

Использование стабилизаторов напряжения
Стабилизаторы напряжения могут обеспечить постоянное и стабильное питание вашей технике, предотвращая возможные повреждения от низкого напряжения. Эти устройства автоматически компенсируют изменения напряжения и поддерживают его на оптимальном уровне.

Использование ИБП (источник бесперебойного питания)
ИБП являются неотъемлемой частью защиты электронной техники от низкого напряжения

Они автоматически переключаются на батарейное питание при обнаружении низкого напряжения, предотвращая возможные повреждения.

Регулярная проверка электросети
Регулярная проверка электросети поможет выявить возможные проблемы с напряжением и принять соответствующие меры предосторожности. Если ваша электросеть имеет низкое напряжение, вам может потребоваться проконсультироваться с электриком или провести работы по модернизации сети.

Регулярный уход за электроникой
Регулярный уход за электронной техникой также может помочь в защите от низкого напряжения

Правильная эксплуатация и устранение возможных проблем могут снизить вероятность повреждения электронных устройств.

Соблюдение указанных рекомендаций поможет вам защитить вашу технику от возможных повреждений, вызванных низким напряжением в электросети.