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Options de compensation d'énergie réactive dans la maison à l'aide de la boîte d'économie
Astuces de vente d'appareils électroménagers pour économiser l'énergie
La publicité intrusive sur Internet et même sur les chaînes de télévision publiques via un magasin de télévision offre constamment au public un dispositif d'économie d'électricité sous la forme de "nouveaux produits" de l'industrie électronique. Les retraités bénéficient d'une réduction de 50% du coût total.
«Saving Box» est le nom de l'un des appareils proposés. Ils étaient déjà décrits dans l'article. "Appareils à économie d'énergie: mythe ou réalité?". Il est temps de poursuivre le sujet sur l'exemple d'un modèle spécifique, en expliquant plus en détail:
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qu'est-ce que la réactance;
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comment se crée le pouvoir actif et réactif;
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comment la compensation de puissance réactive est effectuée;
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sur la base desquels des compensateurs de puissance réactive et un dispositif d'économie d'énergie fonctionnent.
Les personnes qui achètent un tel appareil recevront un colis avec une belle boîte par la poste. À l'intérieur se trouve un élégant boîtier en plastique avec deux LED sur la face avant et une prise pour l'installation dans une prise de courant - à l'arrière.
Un appareil miracle pour économiser l'énergie (cliquez sur l'image pour l'agrandir):
La photo ci-jointe montre les caractéristiques déclarées par le constructeur: 15 000 watts sous une tension de 90 à 250 V. Les prises de courant les évalueront du point de vue d'un électricien-praticien selon les formules données ci-dessous.
A la tension la plus basse indiquée, un tel appareil doit passer un courant de 166,67 A à travers lui-même, et à 250 V - 60 A. Comparons les calculs obtenus avec les charges des postes de soudage AC.
Le courant de soudage pour les électrodes en acier d'un diamètre de 5 mm est de 150 ÷ 220 ampères, et pour une épaisseur de 1,6 mm il suffit - 35 ÷ 60 A. Ces recommandations sont dans tout manuel d'un soudeur électrique.
N'oubliez pas le poids et les dimensions de la machine à souder, qui cuit avec des électrodes de 5 mm. Comparez-les avec une boîte en plastique, de la taille d'un chargeur de téléphone portable. Réfléchissez à la raison pour laquelle les électrodes en acier de 5 mm fondent à partir d'un courant de 150 A, mais les contacts mâles de cet «appareil» restent intacts, et tout le câblage de l'appartement?
Pour comprendre la raison de cet écart, j'ai dû ouvrir le boîtier, montrant les "intérieurs" de l'électronique. Là, en plus de la carte pour éclairer les LED et le fusible, il y a une autre boîte en plastique pour les accessoires.
Attention! Dans ce schéma, il n'y a pas de dispositif pour économiser l'énergie ou la compenser.
Est-ce un canular? Essayons de comprendre à l'aide des bases de l'ingénierie électrique et des compensateurs industriels existants pour l'électricité, travaillant dans les entreprises énergétiques.
Principes d'alimentation
Considérez un schéma typique pour connecter les consommateurs d'électricité à un générateur de tension alternative, comme un petit analogue du réseau d'alimentation électrique de l'appartement. Pour plus de clarté, ses caractéristiques d'inductance, de capacité et de charge active sont présentées. enroulement de transformateur, condensateur et DIX. Nous supposons qu'ils fonctionnent dans un état stable lorsqu'une seule valeur I traverse toute la boucle de courant.
Schéma de câblage (cliquez sur l'image pour agrandir):
Ici, l'énergie d'un générateur de tension U est répartie par ses composants en:
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bobine d'inductance UL;
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plaques de condensateur UC;
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résistance TEN UR.
Si nous représentons les quantités considérées sous une forme vectorielle et effectuons leur addition géométrique dans le système de coordonnées polaires, nous obtenons un triangle de contrainte ordinaire dans lequel la magnitude de la composante active UR dans la direction coïncide avec le vecteur actuel.
UX est formé en ajoutant des chutes de tension aux bornes de l'inductance UL et des plaques de condensateur UС. De plus, cette action tient compte de leur direction.
Il en résulte que le vecteur tension du générateur U est dévié de la direction du courant I d'un angle φ.
Encore une fois, faites attention au fait que le courant dans le circuit I ne change pas, c'est le même dans tous les domaines. Par conséquent, nous divisons les composantes du triangle de contraintes par la valeur I. Sur la base de la loi d'Ohm, nous obtenons le triangle de résistance.
La résistance totale de l'inductance XL et de la capacité XC est généralement appelée le terme "réactance" X. L'impédance de notre circuit Z, appliquée aux bornes du générateur, est constituée de la somme de la résistance active de l'élément chauffant R et de la valeur réactive de X.
Réalisons une autre action: multiplier les vecteurs du triangle de contraintes par I. À la suite des transformations, le triangle de puissance est formé. Actif et puissance réactive il crée la pleine valeur appliquée. L'énergie totale générée par le générateur S est dépensée pour les composants P actifs et Q réactifs.
La partie active est consommée par les consommateurs, et le réactif est libéré lors des transformations magnétiques et électriques. Les capacités capacitives et inductives ne sont pas utilisées par les consommateurs, mais elles chargent les conducteurs de courant avec des générateurs.
Attention! Dans les 3 triangles rectangulaires, les proportions entre les côtés sont préservées et l'angle φ ne change pas.
Nous allons maintenant comprendre comment l'énergie réactive apparaît et pourquoi les compteurs domestiques n'en ont pas tenu compte.
Qu'est-ce que la compensation de puissance réactive dans l'industrie?
Dans le secteur énergétique du pays, et plus précisément - les États de tout un continent, un grand nombre de producteurs sont engagés dans la production d'électricité. Parmi eux, on trouve à la fois de simples créations artisanales par des artisans passionnés et de puissantes usines industrielles de centrales hydroélectriques et de centrales nucléaires.
Toute leur énergie est résumée, transformée et distribuée à l'utilisateur final par les technologies et les itinéraires de transport les plus complexes sur de grandes distances. Avec cette méthode de transmission, le courant électrique traverse un grand nombre d'inductances sous la forme d'enroulements de transformateur / autotransformateur, de réacteurs, de suppresseurs et d'autres dispositifs qui créent une charge inductive.
Les fils d'air, et en particulier les câbles, créent un composant capacitif dans le circuit. Sa valeur est ajoutée par divers condensateurs. Le métal des fils traversés par le courant a une résistance active.
Ainsi, le système d'énergie le plus complexe peut être simplifié au circuit que nous avons examiné à partir d'un générateur, d'une inductance, d'une charge active et d'une capacité. Seulement, il doit être combiné en trois phases.
La tâche de l'énergie est de fournir aux consommateurs une électricité de haute qualité. Par rapport à l'objet final, cela implique la fourniture au panneau d'entrée d'électricité avec une tension de 220/380 V, une fréquence de 50 Hz sans interférence et des composants réactifs. Tous les écarts de ces valeurs sont limités par les exigences de GOST.
Dans ce cas, le consommateur ne s'intéresse pas au composant réactif Q, qui crée des pertes supplémentaires, mais à l'obtention de la puissance active P, qui fait un travail utile. Pour caractériser la qualité de l'électricité, utilisez le rapport sans dimension de P à l'énergie appliquée S, pour laquelle le cosinus de l'angle φ est utilisé. La puissance active P prend en compte tous les compteurs électriques domestiques.
Les dispositifs de compensation de l'énergie électrique normalisent l'électricité pour la distribution entre les consommateurs, réduisent les composants réactifs à la normale. Dans le même temps, une «égalisation» des phases sinusoïdales est réalisée dans laquelle le bruit de fréquence est supprimé, les effets des transitoires lors de la commutation du circuit sont lissés, la fréquence est normalisée.
Des compensateurs industriels de puissance réactive sont installés après les entrées des postes de transformation devant les appareillages: la pleine puissance de l'installation électrique leur est transmise.À titre d'exemple, voir un fragment d'un circuit électrique unifilaire d'une sous-station dans un réseau de 10 kV, où le compensateur reçoit des courants de l'AT et ce n'est qu'après le traitement que le courant électrique continue de circuler et que la charge sur les sources d'énergie et les fils de connexion diminue.
Compensateurs industriels pour l'électricité dans un réseau 10 kV:
Revenons un instant à la Saving Box et posons la question: comment peut-elle compenser la puissance quand elle est située dans la prise finale, et non à l'entrée de l'appartement devant le compteur?
Regardez la photo à quel point les compensateurs industriels sont impressionnants. Ils peuvent être créés et fonctionner sur une base d'élément différente. Leurs fonctions:
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régulation en douceur du composant réactif avec déchargement rapide des équipements des flux de puissance et réduction des pertes d'énergie;
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stabilisation de la tension;
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accroître la stabilité dynamique et statistique du régime.
La réalisation de ces tâches garantit la fiabilité de l'alimentation électrique et réduit le coût de la conception des conducteurs de courant en normalisant les conditions de température.
Qu'est-ce que la compensation de puissance réactive dans un appartement?
Les appareils électroménagers ont également une résistance inductive, capacitive et active. Pour eux, tous les rapports des triangles ci-dessus dans lesquels des composants réactifs sont présents sont valides.
Seulement il faut comprendre qu'ils sont créés lors du passage du courant (pris en compte par le compteur, soit dit en passant) sur la charge déjà connectée au réseau. Les tensions inductives et capacitives générées créent les composants de puissance réactive correspondants dans le même appartement, chargent en outre le câblage.
Leur valeur ne tient pas compte de l'ancien compteur à induction. Mais certains modèles de comptabilité statique sont capables de le corriger. Cela vous permet d'analyser plus précisément la situation avec les charges de courant et les effets thermiques sur l'isolation pendant le fonctionnement d'un grand nombre de moteurs électriques. La tension capacitive créée par les appareils électroménagers est très faible, comme son énergie réactive et ses compteurs ne le montrent souvent pas.
La compensation de la composante réactive consiste dans ce cas à connecter des condensateurs qui «éteignent» la puissance inductive. Ils ne doivent être connectés qu'au bon moment pendant une certaine période et disposer de leurs propres contacts de commutation.
De tels compensateurs de puissance réactive sont importants et conviennent mieux à la production, fonctionnant souvent avec un ensemble d'automatisation. Ils ne réduisent pas la consommation d'énergie active, ne peuvent pas réduire le paiement de l'électricité.
L'appareil miracle Saving Box annoncé et d'autres appareils similaires n'ont rien à voir avec des conceptions similaires. En tant qu'appareil pour économiser l'énergie, il ne peut pas fonctionner.
Conclusion
Les capacités et les spécifications techniques de la Saving Box déclarées par le fabricant ne sont pas vraies, elles sont utilisées pour une publicité basée sur la tromperie.
Il est grand temps que la société de protection des consommateurs et les organismes chargés de l'application des lois prennent des mesures pour arrêter la vente de produits de mauvaise qualité dans le pays, au moins par le biais des canaux d'information de l'État.
La consommation d'énergie active et réactive dans un appartement peut être réduite en suivant les recommandations simples décrites dans l'article: «Comment économiser de l'électricité dans un appartement et une maison privée».
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