Что означает «байпас» в стабилизаторе напряжения?

Для начала определимся что такое байпас в стабилизаторе напряжения применительно к электрическим цепям. Если в каких-то случаях требуется исключить некоторый участок или элемент цепи от влияния на общий результат, то искусственно создается обходной путь — путь в обход этого участка или элемента.

Этот путь и называется «байпасом» (от англ. слова bypass — обход, шунт). А работа цепи с включенным обходным путем называется режимом байпаса. Применительно к стабилизаторам, включенный байпас означает, что входное напряжение подается непосредственно на выход и никакой стабилизации не производится. Некоторые производители стабилизаторов вместо непонятного слова «bypass» пишут слово «обход», а иногда — вообще «транзит», но суть от этого не меняется.

Зачем нужен bypass?

Когда нужно запитать всю нагрузку минуя стабилизатор, байпас избавляет пользователя от необходимости возиться с клеммами и проводами. Достаточно просто щелкнуть переключателем и вот уже напряжение пошло в обход стабилизатора, как будто его и нет вовсе.

Ситуации, когда целесообразно задействовать режим «bypass» могут быть самыми различными. Например,

• подключение в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает выходную мощность стабилизатора напряжения. Байпас позволит избежать перегрузки и аварийного отключения;
• если в питающей сети происходит понижение напряжения, ниже рабочего диапазона стабилизатора и это приводит к отключению всей нагрузки. В некоторых случаях, пониженное напряжение питания лучше полного отключения, поэтому наличие байпаса будет как нельзя кстати;
• в определенный период времени, например ночью, напряжение в сети стабильно и в стабилизаторе нет необходимости;
• в случае, когда напряжение питания, наоборот, слишком нестабильно и его колебания выходят за пределы рабочего диапазона стабилизатора (например, при питании от простенького дизельного генератора);
• требуется провести техническое обслуживание самого стабилизатора;
• в случае если жилой дом надолго покидают его хозяева и ради соблюдения пожарной безопасности оставляют включенными минимально необходимое количество техники (а стабилизатор отключают);
• в случае возникновения каких-либо экстренных или нештатных ситуаций, когда нужно быстро исключить стабилизатор из электрической цепи.

Разновидности

Байпас может быть механическим или электронным, внутренним или внешним, а также одно- или многофазным.

По способу коммутации различают механический или электронный байпас.

Механический (ручной) байпас

Приводится в действие непосредственно самим потребителем с помощью ручек, кнопок, тумблеров и других подобных приспособлений.

Механический характерен для внешнего однофазного байпаса, который используется в бытовых и универсальных стабилизаторах напряжения, где потребитель страхуется от аварийных ситуаций и предусматривает качественный уход за устройством.

Внешний однофазный байпас применяется в приборах мощностью от 3 кВА, там устройство подключается к сети с помощью клеммного соединения и, в случае аварийной ситуации, нет возможности просто взять и вытащить вилку из розетки.

На менее мощных стабилизаторах иногда просто делают дополнительные розетки в обход стабилизатора. Именно такой байпас реализован в модели IEK Simple мощностью 0.35 кВА:

Ручной (или механический) bypass включается только после предварительного отключения стабилизатора. На корпусе стабилизатора выключатели питания и байпаса обычно расположены рядом друг с другом, как бы намекая, что они взаимосвязаны.

Ручное отключение байпаса производится в обратной последовательности: сначала выключается собственно байпас и только после этого включается питания стабилизатора. Т.е. нагрузка при этом тоже на какое-то время оказывается обесточенной.

Электронный байпас

Работает на реле или полупроводниковых ключах, которые могут переключаться автоматически по заданному алгоритму (например, в случае нештатной работы стабилизатора) или управляться дистанционно с помощью органов управления на панели стабилизатора (нажали на кнопочку и байпас включился).

Применение электронного байпаса имеет следующие плюсы:

• по объективным причинам отсутствует человеческий фактор, контролирующий работу электрооборудования;
• мгновенная реакция на изменение характеристик питающего напряжения и/или нагрузки;
• быстрая активация аварийного режима работы в случае возникновения каких-либо нештатных ситуаций.

В случае срабатывания автоматического байпаса из-за критических параметров в работе стабилизатора, устройство начнет передавать нагрузку к потребителям непосредственно от сети. При возвращении параметров к нормальным значениям режим автоматически отключается.

По расположению относительно самого стабилизатора, байпас может быть внутренним (т.е. встроенным в сам стабилизатор) или внешним.

Внутренний (встроенный) байпас

Внутренний байпас — это схема обхода, которая реализована прямо в корпусе стабилизатора. Наружу выведен только переключатель байпаса.

Бытовые стабилизаторы далеко не всегда имеют встроенный байпас, поэтому при выборе прибора обращайте внимание на этот момент. В принципе, байпас для бытового стабилизатора — вещь удобная, но не обязательная. Однако, если планируется работа стабилизатора на режимах, близких к критичным, то функция байпаса может пригодиться.

Внешний байпас

Внешний — это когда цепь обхода собрана вокруг стабилизатора. Абсолютно любой стабилизатор (независимо от его мощности или количества фаз) можно снабдить внешним байпасом. Поэтому, если для ваших целей необходим байпас, а он не предусмотрен схемой стабилизатора, смело подключайте внешний байпас.

Схема внешнего однофазного байпаса

Вообще, схема, реализующая байпас, должна решить всего одну задачу: отключить фазные проводники от входа и выхода стабилизатора и замкнуть их напрямую. Нулевые проводники можно не трогать. Для этого идеально подходят трехполюсные кулачковые переключатели серии 4G (схема 56, на два положения).

Вот, например, схема байпаса для стабилизатора с использованием переключателя OptiSwitch 4G25-56-U-R114 (подойдет для мощности до 4 кВт):

Для более мощного стабилизатора, придется купить более мощный переключатель. Сама схема остается без изменений. Такие переключатели выпускают на токи от 10 до 100А, этого более чем достаточно для бытовых нужд. Естественно, чем больше у переключателя коммутационная мощность, тем он дороже. Например, для схемы байпаса к стабилизатору на 2.5 кВт подойдет переключатель 4G16-56 (16А, 1800 руб), а для стабилизатора на 10 кВт придется раскошелиться на 4G63/100-56 (100А, 10800 руб).

Все разновидности кулачковых переключателей серии 4G приведены в этом документе (pdf-файл, 12 Мб).

Схема внешнего трехфазного байпаса

Следует отметить, что для трехфазных моделей, потребуется коммутация не только всех трех фаз, но и нейтрали. Ну и, соответственно, схема байпаса для трехфазного стабилизатора разрастается в четыре раза.

Для этих целей выпускаются специальные «байпасные» переключатели, которые не только объединяют в одном общем корпусе необходимое количество контактов, но и имеют все необходимые внутренние соединения. Все, что остается сделать — это правильно подключить вход, выход и стабилизатор.

Посмотрим, например, на переключатель ABB OL80PW48RB. Этот двухпозиционный 4х-полюсный переключатель рассчитан на коммутационную мощность 22.5 кВт (380В), номинальный ток 80 А, хотя в течении 3 секунд он способен выдерживать перегрузку до 1280 А (остальные технические характеристики можно посмотреть в этой пдф-ке). Из схемы переключателя видно, что производитель заранее соединил нужные контакты между собой, чтобы нам было удобно:

Таким образом, этот переключатель (как и любые из серии WS48 и PW48) идеально подходит для организации байпаса в трехфазной цепи. Само собой, не только для стабилизатора, но и для обхода любого участка 3-фазной сети. Пример схемы: