Стабилизатор напряжения и источник бесперебойного питания для газового котла

Ибп со стабилизатором напряжения для компьютера. Стабилизатор напряжения и источник бесперебойного питания для газового котла Со временем вы научитесь делать это правильно.

Стабилизатор напряжения и источник бесперебойного питания для газового котла

Современные газовые котлы представляют собой высокотехнологичные устройства, которые реагируют даже на самые минимальные перепады напряжения в сети, работа этих агрегатов всецело находится под контролем электроники. Чтобы оборудование преждевременно не вышло из строя, нужно задуматься о защите своего агрегата и приобрести стабилизатор напряжения или источник бесперебойного питания для котла отопления.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

• Зачем нужен стабилизатор?
• Виды стабилизаторов напряжения и их характеристики
• Релейные
• Сервоприводные
• Тиристорные
• Инверторные
• Как выбрать стабилизатор напряжения?
• Источник бесперебойного питания для котла
• Как определить мощность бесперебойника?
• ИБП для котлов с внешними аккумуляторами
• Производители ИБП

Принцип работы стабилизатора напряжения и ИБП для газового котла

Зачем нужен стабилизатор?

По статистике, большинство неисправностей происходит из-за перепадов напряжения в питающей электрической сети. Для питания систем управления и автоматики нужно переменное напряжение синусоидальной формы, которое может отходить от нормы 220 В не более чем на 5-6 %. А обеспечить такие показатели можно только с помощью надежного стабилизатора.

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

К сожалению, приходится констатировать, что российские электросети отнюдь не высокого качества, а, наоборот, очень низкого. Виной тому является устаревшее оборудование, а также нарушения и ошибки, допускаемые при монтаже. В повседневной жизни пользователи газового отопительного оборудования нередко сталкиваются с такой проблемой, как скачки напряжения.

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

Причиной их может стать гроза, включение в розетку мощных приборов, например микроволновых печей, холодильников, электрообогревателей и т.д. От таких явлений никто не застрахован, и каждое из них может послужить поводом к поломке системы вашего оборудования, поэтому пренебрегать покупкой стабилизатора для котла ни в коем случает не стоит.

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

Виды стабилизаторов напряжения и их характеристики

Прежде чем выбрать стабилизатор напряжения для газового котла, первостепенно надо ознакомиться с видами данных приборов, с особенностями их работы, оценить все достоинства и недостатки и определиться с наиболее подходящим для вас вариантом.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

Виды стабилизаторов напряжения для котла

Дифференцируются стабилизаторы по различным критериям. Например, по принципу размещения: агрегаты бывают навесными (вешаются на стену) или напольными (размещаются на полу). Выпускаются стабилизаторы, которые работают от постоянного или переменного тока, однофазные или трехфазные. Но главный критерий, на основе которого происходит разделение данных агрегатов, — способ переключения обмоток.

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

Следовательно, исходя из данного принципа, выделяют следующие виды стабилизаторов напряжения, которое получили наибольшее распространение:

• релейные;
• электромеханические (сервоприводные);
• тиристорные (электронные);
• инверторные.

Релейные

В приборах такого типа, переключение обмоток вольтодобавочной катушки осуществляется при помощи реле . От того сколько обмоток используется будет зависеть точность стабилизации.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Релейный стабилизатор напряжения Suntek

Релейные стабилизаторы надежны и качественны, при этом недорогие и имеют следующие параметры:

• регулировка напряжения – ступенчатая;
• точность установки – 5-8%;
• номинальное входное напряжение – от 190 до 250 В.

Их явные достоинства в том, что:

• приборы не нуждаются в обслуживании;
• при изменении входного сигнала переключения совершаются с высокой скоростью;
• обладают быстрой реакцией;
• имеют низкую цену.

Главный недостаток: ступенчатое регулирование напряжения на выходе, что уменьшает срок применения релейных стабилизаторов.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

Сервоприводные

Строение такого типа стабилизатора: катушка со встроенным электродвигателем, по обмоткам агрегата с помощью сервопривода осуществляется движение бегунка, функционируют они благодаря встроенным устройствам, обеспечивающим работу трансформатора .

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Как работает сервоприводный стабилизатор напряжения

Плюсы использования электромеханических стабилизаторов напряжения для газового котла:

• небольшой размер;
• приемлемая цена;
• высокое сохранение работоспособности при различных напряжениях, включая моменты возникновения скачков напряжения от 100 до 120 В.

• шумность;
• плохая надежность механики;
• непродолжительный срок эксплуатации.

Тиристорный стабилизатор Энергия Classic 9000

Тиристорные

Этот тип стабилизаторов характеризуется высоким быстродействием. Переключение обмоток осуществляется благодаря тиристорам — полупроводниковым ключам. В состав устройства входит контролер, который сравнивает эталонное напряжение 220 В со входным, и, в случае необходимости, корректирует его.

p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

В работе электронных стабилизаторов можно выделить массу положительных моментов:

• бесшумность;
• долговечность;
• небольшой размер;
• экономичность потребления энергии.

Единственный недостаток — высокая стоимость.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Инверторные

Такой стабилизатор считается самым прогрессивным. Переменное напряжение проходит через фильтр, выпрямляется, определенная энергия запасается в конденсаторе. После чего происходит процесс преобразования постоянного тока в переменный.

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

Как работает инверторный стабилизатор

Сравним виды стабилизаторов в таблице.

p, blockquote 19,1,0,0,0 —>

Показатели	Релейные	Электронные	Электромеханические
Средний срок гарантии, лет	1	3-5	1
Время реакции, вольт в секунду	50	250	10
Диапазон напряжений, В	120-260	120-300	150-250
Регулировка U выхода	ступенька 20-25 вольт	ступенька 2-10 вольт	плавная регулировка
Точность стабилизации	5-8%	3-0,8%	2-3%
Защита от скачков, %	50	90	20
Срок службы, лет	3-5	10-15	1-5
Необходимость в обслуживании	не требует	не требует	1 раз в год

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Чтобы выбрать лучший стабилизатор для газового котла по мощности, надо знать основные требования устройства. Мощность, которую «съедает» котел, указана в его паспортных данных. Обычно, она не выше 200 Вт, но стоит учитывать тот факт, что в то время, когда устройство включается и выключается, она может увеличиваться в 5-6 раз.

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

Чтобы выбрать требуемую мощность стабилизатора для вашего котла отопления, нужно произвести несложные вычисления: умножить цифру из паспорта котла на 5, добавить запас (10 %).

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

Когда необходимая мощность выявлена, остается только определиться с брендом.

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Бренд	Характеристики
Voltron PCH0-500	Стабилизатор релейного типа. Настенное исполнение. Электронная цифровая индикация. Мощность — 500 ВА. Диапазон входных напряжений — 105-265 В. Время реакции — менее 10 мс. Допустимая перегрузка — до 110 %. Габариты — 170×165×115 мм. Масса — 3,5 кг.
QUATTRO ELEMENTY Stabilia 500	Стабилизатор релейного типа. Напольное исполнение. Два цифровых индикатора работы. Мощность — 500 ВА. Диапазон входных напряжений: 140-270 В Время срабатывания — менее 20 мс. Точность стабилизации — не более 8 %. Функция плавного старта «Zerro Cross». Два режима задержки повторного запуска. Габариты — 280×155×190 мм. Масса — 2,48 кг.
RUCELF СтАР — 1000VA	Релейный стабилизатор напряжения. Напольное исполнение. Электронный цифровой дисплей с возможностью поочередного вывода необходимых параметров. Мощность — до 850 ВА. Диапазон входных напряжений: 140-270 В. Точность стабилизации до 6%. Время регулирования — не более 20 мс. Габариты — 265×117×168. Масса — 2,85 кг.
LIDER PS 900W 50	Стабилизатор напряжения электронного типа. Настенное исполнение. Мощность прибора — до 900 ВА. Расширенный диапазон входного напряжения — 100-300 В. Точность регулирования, в зависимости от входного напряжения, — от 0,5 до 4 %. Расширенный температурный диапазон эксплуатации — прибор не боится морозов до -40°С. 5 лет официальной гарантии отечественного производителя. Габариты — 265×135×245 мм. Масса — 10 кг.

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

Источник бесперебойного питания для котла

ИБП или UPS (источник бесперебойного питания) для газового котла — это специальные устройства, предназначенные для создания непрерывного электрического подключения и защищают котел от перепадов напряжения, а также при необходимости могут заряжать аккумулятор.

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

Осуществляя выбор источника бесперебойного питания , нужно руководствоваться важным принципом: напряжение, которое он подает должно быть как можно ближе к идеальной синусоиде.

p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

На сегодняшний день, ИБП бывают трех видов:

• off-line;
• on-line;
• line-interactive.

Особенности работы различных видов ИБП

Вид ИБП	Особенности
off-line (резервного типа)	Автоматически переключают питание от батареи при пропадании электричества в сети и автоматически заряжают аккумулятор, когда это необходимо. Т.е. при наличии напряжения в сети устройство никак не задействовано, ток идет через него транзитом и, соответственно, не стабилизируется. Если на входе 180 В, то и на выходе будет 180 В. Самые дешевые бесперебойники для компьютера именно такого типа. Стоит отметить, что импульсные блоки питания компьютеров, телевизоров позволяют нормально работать в широком диапазоне входного напряжения (140-250 В и более широком диапазоне)
on-line (постоянного типа)	Напряжение в ИБП типа on-line стабилизируется с помощью инвертора двойного преобразования: сначала переменное напряжение в 220 В преобразуется в постоянное 12 В или 24 В, затем постоянное напряжение трансформируется в переменное напряжение 220В. Поскольку постоянное напряжение в 12 В или 24 В всегда стабильно, то при преобразовании этого напряжения в переменный ток 220 В также никаких колебаний, проседаний или бросков напряжения не происходит. В результате, ИБП on-line на выходе всегда дают стабильную синусоиду и напряжение. Кроме того, ИБП со встроенным стабилизатором напряжения позволяет обеспечить стабильное напряжение для потребителей без перехода в режим работы от аккумулятора.
line-interactive (линейно-интерактивные)	Свойства и характеристики бесперебойников этого типа не так хороши как у онлайн моделей, но и не настолько плохи, как у агрегатов оффлайн. Имеются все те же аккумуляторные батареи и переключатель, который при понижении напряжения подключает ИБП. Но для стабилизации напряжения имеется специальный блок — автоматический регулятор напряжения. Недостаток линейно-интерактивных источников бесперебойного питания для газового котла — не моментальное переключение при изменении напряжения. Но оно намного меньше чем в аппаратах оффлайн, зато напряжение поддерживается постоянным (в определенных пределах). Это оборудование — оптимальный выбор, так как при относительно небольшой цене гарантирует неплохие результаты.

Желательно, чтобы ИБП был выполнен по технологии «on-line», поскольку его заслуга ещё и в том, что он «выдает чистый синус» на выходе не только в аккумуляторном режиме, но и при работе от входного сетевого напряжения.

p, blockquote 27,0,0,0,0 —>

p, blockquote 28,0,0,1,0 —>

Как определить мощность бесперебойника?

Чтобы определить необходимую мощность бесперебойника для вашего газового котла, в паспорте устройства необходимо найти строку «потребляемая мощность». В среднем она составляет 150-170 Вт. Если в системе есть второй циркуляционный насос , то мощность которую он потребляет надо прибавить к этой цифре.

p, blockquote 29,0,0,0,0 —>

Чтобы проблем в работе ИБП не возникало, запас по мощности должен быть не менее 20-30%.

p, blockquote 30,0,0,0,0 —>

ИБП для котлов с внешними аккумуляторами

У котлов с внешними аккумуляторами отсутствуют внутренние, однако этот нюанс восполняется мощным зарядным устройством у данных устройств.

p, blockquote 31,0,0,0,0 —>

Принцип действия таких ИБП для котлов отопления довольно прост: если есть электричество в сети, то прибор контролирует и регулирует напряжение в соответствие с заданными параметрами, а при отсутствии — переключает питание на АКБ .

p, blockquote 32,0,0,0,0 —>

Устройства разделяются на два вида по типу работы:

1. On-Line (дорогой вариант): реорганизует переменное напряжение в постоянное, а затем происходит процесс возврата, и на выходе прибор выдает «чистую» и стабильную синусоиду. Отличается быстрым переключением на АКБ и высоким стандартом напряжения.
2. Line-Interactive: в схему включен автотрансформатор, позволяющий регулировать входное напряжение в широком диапазоне.

Схема подключения ИБП с внешними аккумуляторами

Чтобы в напряжении электроники котла не было скачков, а также для того, чтобы была налажена длительная самостоятельная работа источников тепла, применяются только источники бесперебойного питания с внешними аккумуляторами. Это объясняется тем, что встроенные аккумуляторы способны обеспечить питание всего лишь на небольшой промежуток времени, примерно 20-30 минут, после чего происходит отключение, и, в худшем случае, заморозка системы отопления.

p, blockquote 34,0,0,0,0 —>

ИБП с внешними аккумуляторами могут поддерживать работоспособность котла в течение 10-12 часов.

p, blockquote 35,0,0,0,0 —>

Таким образом, можно подытожить вышесказанное:

• Мощность источника бесперебойного питания нужно выбирать с запасом.
• Наиболее оптимальный вариант ИПБ — тип «on-line».
• Желательно чтобы была возможность подключения дополнительных внешних аккумуляторов (должны быть разъемы).

Выбор ИБП для твердотопливного котла является таким же.

p, blockquote 37,0,0,0,0 —>

Производители ИБП

h2 7,0,0,0,0 —>

Название	Характеристики
Inelt Monolith K 1000 LT	Мощность — 1000 ВА/700 Вт. ЖК-дисплей. Размеры — 156x465x215 мм. Вес — 8 кг. Внешние аккумуляторы — 3 шт. х 12 В.
Helior Sigma 1 KSL	Мощность — 1000 ВА/800 Вт. ЖК-дисплей. Размеры — 395х110х260 м. Вес — 6,5 кг. Внешние аккумуляторы — 2 шт. х 12 В.
Helior Sigma 1 KSL-12V	Мощность — 1000 ВА/800 Вт. ЖК-дисплей. Размеры — 395х110х260 мм. Вес — 5 кг. Внешние аккумуляторы — 1 шт. х 12 В.
Powerman Online 1000 Plus	Мощность — 1000 ВА/800 Вт. ЖК-дисплей. Размеры — 144х400х215 мм. Вес — 5,6 кг. Внешние аккумуляторы — 2 шт. х 12 В.

p, blockquote 38,0,0,0,1 —>

Таким образом, правильно подобранный стабилизатор напряжения или источник бесперебойного питания позволит продлить срок службы котла отопления.

Применение ИБП для стабилизации питания

Статья посвящена использованию Источников Бесперебойного Питания (ИБП) для питания промышленного оборудования. Рассказано подробно, как я использовал UPS мощностью 500 Вт для питания промышленного холодильника на 22 кВт.

Проблемы с напряжением

Немного предыстории. Обратился ко мне один клиент с такой проблемой. У него имеется огромный холодильник-цистерна для хранения молока. У холодильника два трехфазных компрессора, оба по 11 кВт мощности.

Всё бы ничего, но иногда бывают внезапные отключения света, что может привести к прокисанию молока и недопустимым материальным потерям. Чтобы перестраховаться от таких форс-мажоров, которые бывают несколько раз в день (это сельская местность), было решено купить дизельный генератор мощностью 30 кВт для питания этого холодильника.

Получилось так, что генератор установлен на расстоянии около 100 м от холодильника, при этом используются 2 разъема, 1 болтовое соединение, и контакты двух автоматических выключателей. Жилы в кабеле сечением 6 мм² меди и 16 мм² алюминия. Устанавливал генератор не я, но последствия этого безобразия устранять пришлось мне.

Питание от генератора_старая схема

А безобразие проявлялось вот в чём. Генератор выдавал на холостом ходу честные 225В по каждой фазе. При включении холодильника напряжение на вводе холодильника опускалось до 125…145 В. Естественно, ни один компрессор не захочет запускаться в таких условиях.

Выключался холодильник не просто так, а потому, что на страже качества питающего напряжения стояло реле контроля фаз. Кому интересно, что это и как работает – читайте статью.

А по включению пускателей и подключению трехфазных двигателей через пускатели – другую мою статью.

И дело прежде всего в том, что блок управления не может нормально управлять запуском. Блок управления выдаёт напряжение на включение пускателей, которые включают компрессоры (не одновременно!). Пускатели (контакторы) включаются, компрессор запускается, напряжение падает, пускатель отпускает, компрессор отключается.

Провалы напряжения при включении холодильника

Как видно из графика, напряжение в момент запуска падало до примерно 125 В. А вот соответствующие скачки тока:

Скачки тока при включении питания

Налицо – большое падение напряжения, и повышением мощности генератора тут точно проблему не решить.

Была мысль посоветовать купить новый генератор, и установить на место старого. Но интуиция мне подсказывала, что при огромных материальных затратах с такой проводкой новый генератор не поможет – слишком большие пусковые токи, и слишком ржавые болты в соединениях.

Было предложено перенести генератор, чтобы схема питания выглядела примерно так:

Питание от генератора_новая схема

Но перенести генератор тоже было проблематично, не будем об этом.

Вот такой замкнутый круг. Конечно, я не собирался стабилизировать трехфазное напряжение, питающее весь холодильник. Достаточно было стабилизировать управляющее напряжение, которое берется от одной из фаз, питающих трехфазные компрессоры.

А это одна фаза 220В и мощность не более 300ВА.

Как стабилизировать напряжение

Прежде всего, я убедился, что проблема действительно в том, что пускатели не могут удерживаться во включенном состоянии из-за низкого напряжения на их катушках. Для этого я просто зажал пальцем пускатель, и компрессор запустился!

Способ очень грубый и топорный, но для первоначального анализа поломок и приведения оборудования в чувство часто действует. Главное – делать это с пониманием.

Как же стабилизировать напряжение питания этих пускателей? Мощность при этом требовалась сравнительно небольшая.

Если бы питались только БП, которые преобразовывают из переменного в постоянное, проблема решилась бы очень просто установкой парочки электролитов в цепь постоянного напряжения 315В. И провалы напряжения 1-2 сек. были бы не страшны. Но пускатели питались переменкой…

Первое, что приходит в голову – стабилизатор напряжения. Однако, у стабилизаторов в данном случае очень долгое время включения. Лишь у тиристорных моделей она составляет приемлемое значение – менее 2 периодов напряжения (40 мс). Однако, производитель не уточняет, сколько секунд понадобится стабилизатору, чтобы переключиться и поднять напряжение на выходе при мгновенном проседании питающего напряжения с 220 до 140 В. Экспериментировать у меня не было времени, да и минимальная стоимость такого стабилизатора – около 10000 руб.

Кстати, для сглаживания помех с сети используют варисторы, которые поглощают кратковременную импульсную помеху. Чем мощнее варистор, тем бОльшую энергию импульса он сможет погасить. Варисторы ставят на входах различных приборов, а также в “Пилотах” для питания офисной техники. А также – на входе питания цепей управления, и даже параллельно катушкам пускателей, чтобы сгладить нежелательные импульсы напряжения.

Решено было использовать источник бесперебойного питания (ИБП). Но надо было выбрать, какой использовать ИБП – Back (OFFLINE) или Smart (Line-Interactive). Думаю, большинство моих читателей примерно знают, чем отличаются эти виды ИБП.

Напоминаю, что мне нужен был UPS с одной целью – устранить кратковременный (около 1 сек.) провал входного напряжения.

Мною были проведены исследования, которые вынесены в отдельную статью. Они подтвердили, что с поставленной задачей прекрасно справляются оба вида ИБП.

Поэтому я решил использовать для решения проблемы Back UPS.

Подключение ИБП в цепь управляющего напряжения

Прежде всего, надо разобраться, где что на выходе ИБП. Буковкой L я отметил фазовые входы-выходы:

Панель для подключений ибп АРС

Это нужно для того, чтобы случайно не перепутать фазу и ноль и не сделать КЗ при подключении ИБП.

ИБП был установлен в отдельный металлический ящик и подключен кабелем длиной 4м и сечением 1,5мм2. Провод, выходящий из блока управления на вход ИБП, защищен автоматом 6А.

Вот, если кому интересно, плата управления холодильником. Через реле внизу платы включаются те самые пускатели на 220 VAC.

Плата управления холодильником

Вот какая схема питания получилась:

Схема питания с использованием ИБП

Под нагрузкой при питании от батареи квазисинус искажался, на выходе было напряжение такой формы:

Back UPS_Напряжение на выходе под нагрузкой

Вообще, при включении ИБП создается жуткая помеха, которая может влиять на работу оборудования, поэтому это тоже надо учитывать.

Стоит сказать, что применяю я источники бесперебойного питания в таких случаях не в первый раз. Чаще всего это требуется там, где питание по каким-то причинам нестабильно, но вполне приемлемо для питания силовой части (двигателей).

А вот в первый раз пользовался такими замечательными приборами. Анализатор напряжения, цифровой осциллограф, и даже тепловизор, которым мы посмотрели температуру клеммных и болтовых соединений. По этому поводу выражаю благодарность Дмитрию, специалисту фирмы “ ИК Энергопартнер ”. Фирма занимается энергоаудитом, энергосберегающими технологиями, системами энергоснабжения.

Скачать

Информация по теме – статья про конструкцию и ремонт Источников Бесперебойного питания:

• APC_Smart-UPS_450-1500_Back-UPS_250-600 / Устройство и ремонт ИБП. Пособие по ремонту. Схемы и их обзор., pdf, 1.93 MB, скачан: 1744 раз./