Kvalita napájení je specifikována v GOST 32144-2013 „Elektrická energie. Elektromagnetická kompatibilita technických zařízení. Normy kvality elektrické energie ve všeobecných napájecích systémech“, který uvádí, že změna napětí může být v rozmezí ± 10 % jmenovitého (nebo dle smluvních podmínek) po 100 % doby intervalu měření jednoho. týden. V reálném životě je tato norma často porušována. Napětí vstupující do domu nebo bytu lze snížit až o 50 %. To je pozorováno především v závislosti na ročním období, ale v některých oblastech to může být konstantní jev.
Co může způsobit pokles napětí:
- trafostanice. Transformátorové rozvodny byly instalovány po celém Rusku, převážná většina z nich byla instalována již v sovětských dobách, přičemž výpočet zatížení na nich byl proveden pomocí zcela jiných elektrických spotřebičů a jejich počtu. Důležitou roli hraje stáří provozovaných transformátorů, které nepříznivě ovlivňuje kvalitu napájení. Ale stojí za zmínku, že inženýři té doby položili významnou míru bezpečnosti, a to jak z hlediska výkonu, tak mechanické pevnosti.
- elektrické vedení. Obdobná situace je u trafostanic. Průměr žil a materiál kabelu (hliník) často nevydrží zvýšenou spotřebu energie a četné zkroucení oceli v průběhu času přináší vlastní ztráty na kvalitě. V současné době probíhá výměna hliníkového kabelu za měděný, který je vhodnější pro zátěže.
- rozdíl ve spotřebě energie na fázi. Jak víte, v systému napájení jsou tři fáze. Ve velkém je jedna z fází připojena k bytu nebo soukromému domu. Pokud na jedné fázi dojde k výraznému překročení zátěže ve srovnání s ostatními dvěma, dojde k jevu, jako je nevyváženost fází, která vyvolává zvýšení nebo snížení napětí.
Vše napsané výše může být přítomno samostatně nebo v kombinaci. I když některou součástku opravíte nebo vyměníte, situace se může zlepšit jen částečně. V napájecích sítích je ještě jedna nuance: na konci vedení z trafostanice pracují spotřebiče energie v obtížnějších podmínkách než spotřebiče umístěné blíže k trafostanici (mohou spotřebovávat více energie a zároveň kvalitu napájení bude lepší.
Normální pokles napětí v síti:
V tzv. venkovních vedeních – až 8 %;
V kabelových napájecích vedeních – až 6 %;
V sítích 220 V – 380 V – v oblasti 4-6%.
Za pokles v nouzovém režimu se v tomto případě považuje pokles v síti až o 12 % – to je stanovená hranice. Pokles nad stanovenou normu slibuje aktivaci automatického ochranného systému, který by se měl aktivovat při dosažení nižší normy na dobu alespoň 30 sekund.
Vliv nízkého napětí v síti na elektrická zařízení:
- výrazné zhoršení startovacích podmínek pro všechny typy motorů a zařízení na bázi motoru;
- při spouštění elektromotoru se zvyšuje startovací proud;
- přehřátí vodičů, dokud se izolace neroztaví a možnost požáru ze zkratu;
- snížení jasu lamp nebo jejich neustálé blikání, což vede k nepohodlí v bydlení v domě;
- snížení životnosti domácích elektrických spotřebičů;
- nestabilní provoz zařízení citlivých na energii;
- výrazné zhoršení výkonu elektrických spotřebičů.
To vše dohromady způsobuje značné škody na všech domácích spotřebičích v domě. Televize, počítače, lampy, klimatizace, vysavače, ledničky a další spotřebiče elektřiny dostávají velké škody nejen při spouštění, ale i při běžném provozu. Zařízení se spínaným zdrojem trpí o něco méně, ale také se u nich objevuje nesprávný provoz a odchylky v režimech. To vše v konečném důsledku ovlivňuje člověka: topná zařízení se zahřívají déle, elektrické spotřebiče s motorem pracují hlučněji, kompresor chladničky se nemusí spustit (tj. jídlo se rozmrazí), osvětlení se ztlumí, což může ovlivnit duševní zdraví. fyziologický stav člověka nebo minimálně zhoršit komfort bydlení v interiéru.
Způsoby, jak se vypořádat s nekvalitním napětím
1. Stížnost na organizaci zásobování energií. Před podáním reklamace u energetické organizace je nutné shromáždit doklady o dodávce nekvalitní energie. To se provádí instalací speciálního zařízení, které zaznamenává všechny charakteristiky a parametry napájecí sítě. Předpokladem pro toto zařízení je přítomnost příslušného certifikátu. Toto zařízení se instaluje přímo na přívod energie do domu nebo bytu. Záznam probíhá na paměťovou kartu, následně lze zaznamenaná data přenést do počítače a vytisknout pro prezentaci dodavateli elektřiny. Velmi důležité je také správně sepsat žalobní dopis, pokud nemáte potřebné znalosti, je lepší požádat o radu právníka. Pokud byl váš dopis zamítnut, máte plné právo podat žalobu u soudního orgánu. Pokud je nekvalitní dodávka elektřiny pozorována nejen u vás doma, ale i u vašich sousedů, pak můžete podat hromadnou reklamaci, která výrazně urychlí řešení problému s elektřinou.
2. Instalace stabilizátoru napětí. Tato metoda je nejrychlejší a časově méně náročná. Proto je mezi obyvatelstvem nejoblíbenější. Problém kvality napájení je vyřešen ihned po instalaci stabilizátoru napětí na vstupu. Stabilizátor napětí nejen „přivede“ napájecí napětí na standardních 220 voltů, ale také spolehlivě ochrání domácí elektrospotřebiče před náhlými změnami napětí (přepětí) a před různými typy nouzových situací v síti. Stabilizátory napětí mají všechny potřebné vlastnosti pro použití nejen v běžném životě, ale i ve výrobě.
3. Instalace střídače (nepřerušitelný zdroj napájení). Řešení je dražší než instalace stabilizátoru napětí, ale v tomto případě je tu jedna velká výhoda. Střídač nejen stabilizuje nekvalitní napětí, ale také poskytuje záložní napájení z baterií v případě úplné absence napájecího napětí. V závislosti na modelu, kapacitě baterie a připojené zátěži může rezervovat energii od 15 minut do 2 dnů. Střídač se instaluje buď u vchodu do domu, nebo samostatně na důležitá elektrická zařízení, např. topný kotel, lednička, požární nebo zabezpečovací zařízení. Měniče mají ideální sinusový výstup, který je pro moderní citlivá zařízení velmi důležitý.
4. Instalace zařízení na alternativní zdroje energie. Instalují se hlavně v soukromých domech a chatách. V tomto případě mluvíme o solárních panelech a větrných generátorech. Hlavní výhodou této metody je, že solární a větrná energie je zdarma, finanční výdaje vznikají pouze na nákup a instalaci instalovaného zařízení. Výrobní technologie umožňují dosáhnout životnosti těchto systémů minimálně 30 let. Hlavní nevýhodou alternativních energetických systémů je jejich vysoká cena, počítaná v závislosti na objemu vyrobené energie, desítky nebo dokonce stovky tisíc rublů. Ale s ohledem na skutečnost, že náklady na elektřinu se každým rokem zvyšují, návratnost takových systémů není delší než 10 let.
5. Vlastní trafostanice. Ze všech uvedených metod řešení elektrických problémů je tato metoda nejdražší. Náklady na výměnu rozvodny a přenosových vedení jdou do milionů. A ne všude je možné jej nainstalovat.
Provoz elektrických spotřebičů není možný bez určitých parametrů sítě. Skládají se z mnoha faktorů. Jedním z nich je odolnost vodičů vůči elektrickému proudu. Vzhledem k průřezu při výběru vodičů nebo kabelů je nutné vzít v úvahu úbytek napětí.
Základní pojmy
Úbytek napětí je veličina, která se odráží ve změně potenciálu v různých částech vodiče. Proud tekoucí od zdroje směrem k zátěži mění své parametry vlivem odporu vodičů, ale jeho směr zůstává nezměněn. Napětí můžete měřit pomocí voltmetru:
- dvě zařízení na začátku a konci řádku;
- střídat měření na několika místech;
- voltmetr zapojený paralelně s kabelem.
Nejjednodušší obvod je zdroj energie, vodič, zátěž. Příkladem může být žárovka zapojená do zásuvky 220 V. Pokud na svítilně měříte napětím přístrojem, bude o něco nižší. K poklesu došlo v odporu lampy.
Napětí nebo pokles napětí v části obvodu lze vypočítat pomocí Ohmova zákona pomocí vzorce U=IR, kde:
- U – elektrické napětí (volty);
- I – síla proudu ve vodiči (ampéry);
- R – odpor obvodu nebo jeho prvků (ohmy).
Když znáte libovolné dvě veličiny, můžete vypočítat třetí. V tomto případě je nutné vzít v úvahu typ proudu – střídavý nebo stejnosměrný. Pokud je v obvodu více paralelně zapojených odporů, výpočet se poněkud zkomplikuje.
Výsledek podpětí
Častým jevem je, když je vstupní napětí detekováno pod stanovenou normou. Pokles podél délky kabelu nastává v důsledku průchodu vysokého proudu, což způsobuje zvýšení odporu. Ztráty narůstají i na dlouhých tratích, což je typické pro venkov.
Podle předpisů by ztráty z transformátoru do nejvzdálenější oblasti neměly být větší než 9%. Výsledek odchylky parametrů od normy může být následující:
- selhání energeticky závislých instalací a zařízení, osvětlovacích zařízení;
- porucha elektrických spotřebičů při nízkém vstupním napětí;
- snížení točivého momentu při spouštění elektromotoru nebo kompresorové jednotky;
- startovací proud vede k přehřátí a vypnutí motoru;
- nerovnoměrné proudové zatížení na začátku linky a na vzdáleném konci;
- svítidla pracují na plnou intenzitu;
- ztráty elektřiny, nedostatečné využití proudu.
Mění se vlastnosti a provozní parametry elektrických spotřebičů. Například kvůli nízkému výkonu se prodlužuje doba ohřevu vody bojlerem. Snížení napětí vede k poruchám v elektronice.
V provozním režimu může být ztráta napětí v kabelu až 5 %. Tato hodnota je přijatelná pro sítě energetického průmyslu, protože velké proudy jsou dodávány na velké vzdálenosti. Na takové linky jsou kladeny zvýšené požadavky. V případě ztrát domácností je proto třeba věnovat pozornost sekundárním energetickým distribučním sítím.
Příčiny poklesu napětí
V první řadě je potřeba zjistit, zda je chyba na straně dodavatele elektřiny nebo spotřebitele. Problémy se sítí vznikají z následujících důvodů:
- zhoršení stavu elektrického vedení;
- nedostatečný výkon transformátorů;
- nevyváženost výkonu nebo fázová nerovnováha.
Tyto problémy se týkají dodavatele a nelze je samostatně vyřešit. Chcete-li zjistit, zda vysokonapěťová vedení fungují správně nebo ne, budete muset zavolat obchodním zástupcům energie. Provedou měření a vypracují závěr.
O tom, že chyba pádu nesouvisí s dodavatelem, se můžete sami přesvědčit. V první řadě byste se měli informovat u svých sousedů, zda nemají podobné problémy. Pro domácí měření napětí je vhodný multimetr. Jeho cena je až 1000 rublů. Pokud zařízení na vstupu do bytu ukazuje normální napětí, je třeba hledat důvod v domácí síti.
Napětí může klesnout kvůli dlouhé délce vedení. Když délka sítě přesáhne 100 metrů a průřez vodičů je 16 mm, oscilace se stanou pravidelnými. Chcete-li situaci napravit, budete muset změnit kabeláž.
Slabé kontakty jsou dodatečným odporem vůči proudu. Dostává se k zařízením v nedostatečném množství. Kromě toho mohou vadné kontakty způsobit zkrat a vést k požáru. Chcete-li normalizovat výkon, musíte vyměnit vadnou část obvodu a spálené kontakty.
Na vině může být nesprávné připojení vodičů vedoucích z elektrického vedení do domu. Někdy, v rozporu s bezpečnostními požadavky, jsou měděné vodiče připojeny k hliníku nebo měděné vodiče jsou připojeny kroucením namísto svorek. Svorky a svorky jsou vyrobeny z nekvalitních materiálů nebo jejich doba použitelnosti vypršela.
Možná je chyba v samotném vstupním zařízení. V tomto případě by měl být vyměněn.
Jak vypočítat ztráty
Při výpočtu elektrického vedení by odchylky napětí neměly překročit regulované normy. Přípustné kolísání pro domácí jednofázové sítě je 209–231 V, u třífázové sítě se napětí může pohybovat od 361 do 399 V.
Kolísání proudu a spotřeby energie vede ke změnám napětí ve vodičích v blízkosti spotřebiče. Proto je při sestavování schématu zapojení nutné vzít v úvahu dovolené ztráty.
V jednofázové síti jsou dva vodiče, takže pokles napětí lze zjistit pomocí následujícího vzorce: U=I*Rna oplátku R = (r*2i)/S.
- kde r – měrný odpor, který se rovná odporu drátu o průřezu 1 mm2 a délce 1 m;
- i – označuje se jako délka vodiče;
- S – průřez kabelu.
V třífázové síti se výkony na fázových vodičích vzájemně kompenzují a délka nulového vodiče se nebere v úvahu, protože jím neprotéká žádný proud. Pokud je zatížení napříč fázemi nerovnoměrné, výpočet se provede jako u jednofázové sítě. U dlouhých vedení se navíc zohledňuje kapacitní a indukční reaktance.
Pád lze vypočítat pomocí online kalkulačky a existují i speciální tabulky. Zobrazují přípustné proudové zatížení pro různé typy kabelů. Při výpočtu průřezu kabelu je třeba vzít v úvahu následující údaje:
- materiál vodiče;
- skryté nebo otevřené položení vedení;
- proudové zatížení;
- ekologické předpoklady.
Když proud protéká kabelem, drátem nebo sběrnicí, zahřívá se. Tento proces mění fyzikální vlastnosti vodičů. Izolace se roztaví, kontakty se přehřejí a drát se spálí. Spolehlivost a nepřetržitý provoz elektrické sítě závisí na správném výběru kabelu.
Jak snížit úbytek napětí a ztráty kabelů
Množství ztrát můžete snížit snížením odporu v celé elektrické síti. Úspory plynou z metody opětovného uzemnění nuly na každém nosiči elektrického vedení.
Náklady na napájení dálkovým vedením vybraným na základě dovoleného úbytku napětí jsou vyšší než při výběru na základě ohřevu kabelu. Stále existuje možnost tyto náklady snížit.
- Posílení počátečního potenciálu přívodního kabelu připojením k samostatnému transformátoru.
- Konstantní úrovně napětí v síti můžete dosáhnout instalací stabilizátoru v blízkosti zátěže.
- Připojení spotřebičů s nízkým zatížením 12–36 V se provádí přes transformátor nebo napájecí zdroj.
Čím delší je kabel elektrického vedení, tím větší odpor vzniká, když jím prochází proud. Je zřejmé, že ztráta napětí je také vyšší. Lze je snížit vzájemným kombinováním metod.
- Snižte náklady zvětšením průřezu napájecího kabelu. Tato metoda však bude vyžadovat velké finanční investice.
- Při vývoji napájecích vedení byste měli zvolit nejkratší možnou cestu, protože přímka je vždy kratší než přerušovaná čára.
- S klesající teplotou klesá odpor kovů. Odvětrávané kabelové žlaby a další provedení snižují ztráty ve vedení.
- Snížení zátěže je možné, pokud existuje mnoho zdrojů energie a spotřebičů.
Úspory plynou ze správné údržby a prevence elektrických sítí – kontrola hustoty a pevnosti kontaktů pomocí spolehlivých svorkovnic.
K otázce úspory energie je třeba přistupovat s plnou odpovědností. Problém ztráty napětí může poškodit drahá zařízení a nástroje. Nezanedbávejte bezpečnostní opatření, vyrovnají přepětí a ochrání domácí spotřebiče a zařízení v podniku.
