Làm thế nào để bảo vệ chống biến động điện áp

Mô tả một thiết bị đơn giản ngắt kết nối tải nếu điện áp nguồn vượt quá giới hạn cho phép.

Dung sai cho điện áp nguồn để cung cấp năng lượng cho điện tử gia dụng và chỉ các thiết bị điện là cộng hoặc trừ 10%. Nhưng trong điều kiện của hệ thống cung cấp năng lượng trong nước, yêu cầu này thường không được tôn trọng.

Điện áp có thể quá cao hoặc thấp hơn nhiều so với bình thường, điều này có thể dẫn đến hỏng thiết bị. Để ngăn chặn điều này xảy ra, bài viết mô tả một thiết bị đơn giản sẽ ngắt kết nối tải đúng giờ trước khi nó hết thời gian.

Sơ đồ của một thiết bị bảo vệ khá đơn giản được hiển thị trong Hình 1.

Nguyên tắc hành động. Mô tả mạch

Ngắt kết nối tải từ mạng xảy ra khi điện áp vượt quá 242 V hoặc thấp hơn 170 V. Rơle mạnh ở đầu ra của thiết bị cho phép chuyển đổi dòng điện lên đến mười ampe, cho phép bạn kết nối một tải có công suất lên đến hai kilowatt.

Ở trạng thái ban đầu, các tiếp điểm rơle ở vị trí được chỉ ra trong sơ đồ. Chuyển tiếp điểm K1.3 kết nối đèn LED HL1 với mạng, báo hiệu rằng tải đã tắt và có điện áp trong mạng. Tải được kết nối với mạng bằng cách nhấn nhanh nút "Bắt đầu" SB1.

Hình 1. Bảo vệ chống biến động điện áp

Điện áp chính qua tụ điện dập tắt C1 và điện trở R10 được cung cấp cho các điốt chỉnh lưu VD9, VD10 và sạc cho tụ điện C3. Điện áp trên tụ điện này được ổn định bởi một diode Zener VD11. Từ bộ chỉnh lưu này, K2 rơle công suất thấp được cung cấp, điều khiển hoạt động của rơle K1 mạnh, tự chuyển đổi tải.

Thông qua diode VD2, điện áp nguồn được cung cấp cho bộ chuyển mạch của rơle K2. Nếu điện áp trong mạng lớn hơn 170 V, diode Zener VD7 sẽ mở, điều này sẽ cho phép tụ điện C2 được nạp vào điện áp đủ để mở bóng bán dẫn VT1, sẽ bật rơle công suất thấp K2. (Một diode VD8 được kết nối song song với cuộn dây của rơle K2. Mục đích của nó là bảo vệ bóng bán dẫn khỏi EMF tự cảm ứng xảy ra khi tắt rơle K2.)

Rơle này với tiếp điểm K2.1 sẽ bật rơle K1 mạnh mẽ và với các tiếp điểm K1.1 ... K1.4, nó sẽ cung cấp điện áp nguồn cho tải. Nút "Bắt đầu" bây giờ có thể được phát hành, thiết bị đã vào chế độ hoạt động. Đồng thời, đèn LED HL2 sáng lên, báo hiệu hoạt động bình thường của thiết bị. Đèn LED HL1 sẽ tắt, thiết bị đã vào chế độ hoạt động.

Bảo vệ điện áp

Nếu điện áp lưới điện trở thành nhỏ hơn 170 V, diode Zener VD7 sẽ đóng lại và quá trình sạc của tụ điện C2 sẽ dừng lại. Điều này sẽ dẫn đến thực tế là tụ điện C2 được phóng điện qua điện trở R8 và cơ sở chuyển tiếp - bộ phát của bóng bán dẫn VT1. Các bóng bán dẫn sẽ đóng và rơle trung gian K2 sẽ tắt và liên hệ với K2.1 sẽ tắt rơle mạnh K1 - tải sẽ bị mất điện.

Bảo vệ quá điện áp

Tổ hợp bảo vệ quá áp được lắp ráp trên thyristor VS1. Nó hoạt động như sau.

Điện áp lưới, hay đúng hơn là nửa sóng dương của nó, được cung cấp qua diode VD2 cho điốt Zener VD3 ... VD6 được kết nối nối tiếp và qua chúng với các điện trở R2 và R3 được nối tiếp. Khi điện áp lưới điện tăng trên 242 V, điốt zener mở và giảm điện áp xuất hiện trên điện trở R3, giá trị của nó sẽ đủ để mở thyristor VS1.

Một thyristor mở thông qua một điện trở R5 sẽ "đặt" điện áp trên tụ C3. (Vì bộ chỉnh lưu cung cấp tụ điện này được lắp ráp theo mạch với một tụ điện dập tắt, nó không sợ ngay cả các mạch ngắn.Điện trở R4 chỉ cần thiết để thyristor VS1 không bị đốt cháy bởi sự phóng điện của tụ điện C3.) Điện áp này sẽ không đủ để giữ rơle K2, nó sẽ tắt và rơle K1 sẽ tắt với nó, và tải sẽ bị ngắt. Bản thân thiết bị cũng sẽ bị mất điện, ngoại trừ các chuỗi R1, VD1, HL1.

Kích hoạt lại tải chỉ có thể được thực hiện bằng cách nhấn nút "Bắt đầu". Trong trường hợp này, người ta không nên vội vàng, nhưng hãy đợi một lúc, bởi vì đôi khi, khi nguồn điện được phục hồi, những giọt nước khá lớn xảy ra, bạn thậm chí có thể nói tăng, điện áp.

Một vài lời về các chi tiết

Hầu như tất cả các bộ phận của thiết bị được gắn trên bảng mạch in bằng sợi thủy tinh có độ dày 1,5 ... 2 mm. Cấu trúc liên kết của bảng rất đơn giản để bạn có thể cắt nó bằng một con dao sắc. Hầu như tất cả các chi tiết được đặt trên bảng. Bảng với các bộ phận nằm trên nó được hiển thị trong Hình 2.

Hình 2. Thiết kế bảng mạch của thiết bị bảo vệ đột biến

Toàn bộ thiết bị phải được đặt trong một vỏ làm bằng vật liệu cách điện. Những bộ phận không vừa trên bảng được lắp đặt bên trong vỏ máy bằng phương pháp lắp bề mặt. Nếu một rơle mạnh sẽ có kích thước đáng kể, thì nó cũng nên được đặt bên ngoài bảng.

Là rơle K1 mạnh, có thể sử dụng rơle loại MKU-48, RPU-2 hoặc tương tự với cuộn dây cho điện áp xoay chiều 220 V. Là rơle K2, bạn có thể sử dụng rơle RES-6, RES-22 hoặc loại khác có điện áp đáp ứng khoảng 50 V và cuộn dây hiện tại không quá 15 mA. Rơle này có thể chỉ có một liên hệ.

Khi cài đặt thiết bị, bạn có thể áp dụng các loại phụ tùng sau: điện trở cố định loại MLT, loại điện trở cắt SP3-3 hoặc SP3-19. Tụ C1 loại K73-17 cho điện áp hoạt động không thấp hơn chỉ định trên sơ đồ, tụ điện oxit loại K50-35 hoặc nhập khẩu. Như điốt VD1, VD2, VD8 ... VD10, bất kỳ điốt công suất thấp nào có điện áp ngược ít nhất 400 V, cũng như loại 1N4007 nhập khẩu, đều phù hợp.

Transitor VT1 có thể được thay thế bằng KT817G, KT603A, B hoặc KT630D.

Điện áp tăng của mạng tại đó thực hiện tắt máy được xác định bởi điện áp ổn định của điốt Zener VD3 ... VD6, thay vì sử dụng trên sơ đồ, có thể sử dụng điốt Zener KS600A, KS620A, KS630A, KS650A, KS650A, KS650A.

Với sự giúp đỡ của họ, một điều chỉnh thô của ngưỡng tắt máy được thực hiện, và một điều chỉnh mượt mà hơn được thực hiện bằng cách chọn một điện trở R3. Dễ dàng nhất để thiết lập một điện trở thay đổi với điện trở khoảng 10 kg thay vì nó, và ở cuối cài đặt, thay thế nó bằng một hằng số, bằng với điện trở của phần đầu vào của điện trở biến.

Ngưỡng dưới (điện áp tối thiểu) được đặt bằng điện trở tông đơ R7.

Thiết lập một thiết bị được thực hiện dễ dàng nhất bằng LATR. Đầu tiên đặt ngưỡng trên. Để làm điều này, kết nối thiết bị với LATR, và tăng dần điện áp, tất nhiên, điều khiển nó bằng một vôn kế. Bằng cách chọn điốt Zener VD3 ... VD6 và điện trở R3, thiết bị phải được tắt ở điện áp 242 V. Thiết bị - người tiêu dùng, tất nhiên, không nên kết nối. Để ngăn thiết bị kích hoạt ở ngưỡng dưới, hãy đặt động cơ của điện trở điều chỉnh R7 lên vị trí trên theo sơ đồ.

Sau khi đặt ngưỡng trên, bạn nên sử dụng điện trở R7 để tắt thiết bị khi điện áp giảm xuống 170 V.

Nếu khả năng buộc phải tắt thiết bị là bắt buộc, thì có thể cài đặt một nút có tiếp điểm mở nối tiếp với tiếp điểm rơle K2.1.

Ghi chú an toàn

Thiết kế không có cách ly điện với mạng cung cấp, do đó, khi thiết lập nó, người ta phải cực kỳ cẩn thận và cẩn thận, tuân theo tất cả các quy tắc an toàn khi làm việc trong lắp đặt điện. Tốt nhất là sử dụng một máy biến áp an toàn để chạy thử: LATR nên được kết nối sau nó.Sau đó, các thiết lập có thể được thực hiện mà không có bất kỳ sợ hãi.

Boris Aladyshkin

Comments

[#1 Grêgôriô]

Xin chào. Xin lỗi cho câu hỏi non nớt. Tại sao phải phát minh lại bánh xe? Bây giờ vấn đề về điện áp nguồn chất lượng thấp là khá nghiêm trọng, do đó, ngành công nghiệp "không phải của chúng tôi" sản xuất rất nhiều loại ổn áp, từ rẻ nhất đến khá đắt. Hầu hết chúng được xây dựng theo nguyên tắc bạn mô tả. Người ta cũng có thể đề cập đến khả năng sử dụng các chất ổn định mạng và thân cây. Bộ ổn áp điện áp cung cấp một giải pháp toàn diện về cung cấp năng lượng hiệu quả và chất lượng cao cho nhà mùa hè, nhà ở, nhà tranh hoặc căn hộ, bất kỳ khu dân cư và không dân cư, vì vậy, bộ ổn định không phải là một thứ xa xỉ, nhưng không cần phải xây dựng, mà phải mua.

[#2 Alexander]

GrêgôriôĐây không phải là một chất ổn định, mà chỉ là một thiết bị hiện tại còn lại. Nó rẻ hơn nhiều so với chất ổn định "giá rẻ". Hầu hết mọi người ở nhà có rất ít thiết bị mà việc tắt máy đột ngột là nguy hiểm. Và về sau, đáng để sử dụng một UPS, bất kể sự hiện diện hay vắng mặt của cả RCD và bộ ổn định.

[#3 Rumani]

Về để có được - tôi không đồng ý. Bây giờ tôi đã hoàn thiện nó ... Chúng tôi có những thất bại lên tới 110, gọi nó là mua, nó sẽ không tắt tải? Gọi nó mua rằng ở điện áp 160 V, nó có công suất 5 kW và chi phí lên tới 10 tr?

Ngoài ra, để đáng tin cậy và kinh tế. Và phải chính xác.

[#4]

tốt hơn để lắp ráp trên thyristor chứ không phải trên rơle - tốc độ cao hơn

[#5]

Thứ nhất, đây không phải là về chất ổn định, mà chỉ là về việc cắt điện áp. Thiết bị này không ổn định điện áp trong mạng, mà chỉ đơn giản là giám sát giá trị của nó và khi vượt quá giới hạn dung sai, nó chỉ cần ngắt kết nối tải. Tôi nghĩ rằng cả sơ đồ và mô tả nguyên tắc làm việc đều được đưa ra theo cách "vì sự phát triển chung", và hoàn toàn không phải để lặp lại sơ đồ. Hơn nữa, việc xây dựng được mô tả không phải là không có nhược điểm. Trước hết, bao gồm cả thiết bị có nút Bắt đầu, sẽ rất tốt nếu biết mức điện áp trong mạng tại thời điểm này và không thuận tiện khi điều khiển điện áp này bằng máy kiểm tra. Và sau đó, không biết mức điện áp thực trong mạng và nhấn nút "Bắt đầu", với các tiếp điểm của nút này, chúng tôi ngay lập tức cung cấp điện áp cao nguy hiểm cho phụ tải và nếu chúng tôi cũng nhấn nút này trong một thời gian, chúng tôi có cơ hội đốt thành công thiết bị được bảo vệ . Ngoài ra, ngay cả với mức điện áp bình thường trong mạng, tại thời điểm đầu tiên, cho đến khi tự động hoạt động và cả hai rơle bật, dòng tải sẽ đi qua các tiếp điểm khá yếu của nút "Bắt đầu" và nếu dòng tải khá lớn, thì nút sẽ không tồn tại lâu. . Vâng, và thứ hai, điều quan trọng nhất. Ngành công nghiệp đã đáp ứng nhu cầu của thị trường, và ngày nay có một số lượng lớn các mô hình cắt giảm khác nhau được bán, chẳng hạn như các mô hình được cắm và có ổ cắm điện riêng để kết nối tải, hoặc được gắn trên đường ray DIN. Nhưng đặc điểm chung của tất cả các điểm ngắt là tất cả chúng đều được tạo ra trên một vi điều khiển, có một dấu hiệu của điện áp trong mạng và các yếu tố lập trình. Và một điều nữa: tất cả các điểm cắt này khá rẻ so với các bộ ổn áp. Mặc dù, về mặt cá nhân, tôi không phải là người ủng hộ việc sử dụng rộng rãi các điểm cắt. Trong thực tế của tôi, nhiều khách hàng trước tiên muốn đưa vào ngôi nhà toàn bộ ngôi nhà hai tầng, và sau đó, khi người phụ nữ bắt đầu chớp mắt, giống như một cây thông Giáng sinh, họ đã tự gỡ bỏ và ném chúng đi. Tôi nghĩ rằng ngày nay, ngay cả ở các vùng nông thôn với tất cả "sự quyến rũ" của nguồn cung cấp điện trên cao, việc mua các thiết bị điện tử tiêu dùng, theo thông báo của các nhà sản xuất, có thể hoạt động trong điều kiện dao động lớn trong điện áp chính: từ 100 đến 400 Volts. Và nó khá thật.

[#6]

Đó thực sự là lý do tại sao phát minh lại bánh xe. Có một loạt các thiết bị mà ngành công nghiệp sản xuất. Một thiết bị ngắt kết nối tải nếu điện áp cung cấp vượt quá giá trị đặt sẽ rẻ hơn các bộ phận cho mạch này. Dưới đây là một ví dụ, gần đây tôi đã mua RN-111M với giá 1.400 r, do đó, có cài đặt ngưỡng thấp hơn, cài đặt ngưỡng trên, bộ hẹn giờ và vôn kế kỹ thuật số. Và anh đứng dậy trên một đường ray din. Điểm cộng vững chắc.

[#7 MaksimovM]

Rumani, Tôi nghĩ rằng đó là một sự lãng phí tiền bạc để mua một bộ điều chỉnh điện áp cao, ví dụ, 5 kW, như bạn đã chỉ ra. Bằng cách mua một bộ ổn định như vậy, bạn đang kiếm được lợi nhuận cho người bán thiết bị đó, ném tiền kha khá cho thiết bị này, chỉ vậy thôi. Ý thức để đặt một chất ổn định trên toàn bộ căn hộ? Tại sao phải ổn định điện áp cho một máy nước nóng điện, lò sưởi điện, lò nướng, lò nướng? Tốt hơn nên cài đặt một bộ ổn định trên một phần của hệ thống dây điện cung cấp các thiết bị gia dụng nhạy cảm với điện áp tăng. Nếu bạn được hướng dẫn bởi nguyên tắc chọn công suất của bộ ổn định này, thì hóa ra thay vì bộ ổn định, chỉ cần 5 kW cho công suất 1-2 kW, rẻ hơn nhiều. Thật vậy, trên thực tế, phần quá tải của căn hộ là những thiết bị điện không nhạy cảm hoặc ít nhất là ít nhạy cảm hơn với sự đột biến của điện.

Tôi cũng cho rằng việc sử dụng rơle điện áp của thiết kế mô-đun để bảo vệ hệ thống dây điện có nhiều ưu điểm hơn: chúng đủ đáng tin cậy, được đặc trưng bởi tốc độ cao và độ chính xác của cài đặt vận hành, có một nhóm tiếp xúc bổ sung, có thể sử dụng rơle để thực hiện các mạch tự động khác nhau. Rơle điện áp mô-đun khá nhỏ gọn: có các rơle chiếm một vị trí trên đường ray DIN (kích thước của bộ ngắt mạch một pha).

[#8]

Tất cả mọi thứ đã được phát minh từ lâu, các thiết bị bảo vệ (rơle điện áp kỹ thuật số) ASP. Từ rẻ đến đắt, cho tất cả các dịp.