Siedem sposobów walki z stratami w powietrznych sieciach energetycznych

Przyczyny strat energii w liniach napowietrznych i sposoby radzenia sobie z nimi, w oparciu o praktyczne doświadczenia.

Jest prawdopodobne, że każdy, kto ma dom we wsi, mieszka w sektorze prywatnym w mieście lub buduje własny dom, z czasem stanie przed problemem niestabilności sieci elektrycznej. Wyraża się to ostrymi skokami napięcia, problemami ochrony urządzeń elektrycznych podczas burz, długimi okresami bardzo wysokiego lub zbyt niskiego napięcia w sieci.

Wiele z tych problemów związanych jest z cechami napowietrznych linii elektrycznych, inne zaś z nieprzestrzeganiem podstawowych zasad układania linii i ich utrzymania. Niestety, w naszym kraju coraz częściej wdrażane jest hasło: „Ratowanie tonących jest pracą samych tonących”. Dlatego postaramy się rozważyć te problemy i bardziej szczegółowo je rozwiązać.

Skąd pochodzą straty w sieciach elektrycznych?

Ohm jest winien.

Dla tych, którzy znają prawo Ohma, nietrudno pamiętać, że U = I * R. Oznacza to, że spadek napięcia w przewodach linii elektroenergetycznej jest proporcjonalny do jego rezystancji i prądu przez nią przepływającego. Im bardziej ten spadek, tym mniejsze napięcie w gniazdach w domu. Dlatego rezystancja linii elektroenergetycznej musi zostać zmniejszona. Ponadto jego rezystancja składa się z rezystancji przewodów bezpośrednich i powrotnych - fazowych i zerowych z transformatora podstacji do domu.

Niezrozumiała moc bierna.

Drugim źródłem strat jest moc bierna a raczej obciążenie reaktywne. Jeśli obciążenie jest czysto aktywne, na przykład lampy żarowe, grzejniki elektryczne, piece elektryczne, wówczas energia elektryczna jest zużywana prawie całkowicie (wydajność wynosi ponad 90%, cos dąży do 1). Ale jest to idealny przypadek, zwykle obciążenie jest pojemnościowe lub indukcyjne. Naprawdę cosinus phi Wartość konsumenta jest zmienna w czasie i ma wartość od 0,3 do 0,8, chyba że zostaną zastosowane specjalne środki.

Pod obciążeniem reaktywnym występuje zjawisko niepełnego pochłaniania energii, jej odbicia od obciążenia oraz cyrkulacji prądów błądzących w przewodach. Powoduje to dodatkowe straty w przewodach do nagrzewania, skoków napięcia i prądu, co prowadzi do wadliwego działania. Na przykład częściowo obciążony asynchroniczny silnik elektryczny piły mechanicznej lub tartaku ma cos 0,3-0,5. Oprócz strat ciepła, w obecności silnego obciążenia biernego, liczniki energii elektrycznej „bardzo” leżą.

Ze statystyk wiadomo, że z powodu nieskompensowanej mocy biernej konsument traci do 30% energii elektrycznej. Aby wyeliminować tego rodzaju straty, kompensatory mocy biernej. Takie urządzenia są dostępne w handlu z przemysłu. Ponadto pochodzą od wersji „single-socket” do urządzeń zainstalowanych w transformatorze podstacji.

Wilkołaki w bluzach.

Trzecim źródłem strat jest banalna kradzież energii elektrycznej. Wydaje się, że organy ścigania powinny sobie z tym poradzić, ale nie mają departamentów audytu energii. Dlatego konsument powinien również zająć się trzecim źródłem strat, jak zgodnie z prawem musi mieć wspólny licznik domu lub ogólnego biznesu, a całe stado płaci za kradzież czarnej owcy.

Oszacowanie strat linii na podstawie konkretnego przykładu.

Rezystancja linii R = (ρ * L) / S, gdzie ρ to rezystywność materiału drutu, L to jego długość, S to przekrój. W przypadku miedzi rezystywność wynosi 0,017, a dla aluminium 0,028 Ohm * mm2 / m. Miedź ma prawie dwa razy mniejsze straty, ale jest znacznie cięższa i droższa niż aluminium, dlatego druty aluminiowe są zwykle wybierane do linii napowietrznych.

Zatem rezystancja jednego metra drutu aluminiowego o przekroju 16 milimetrów kwadratowych będzie wynosić (0,028 x 1) / 16=0,0018 Ohm.Zobaczmy, jakie będą straty w linii o długości 500 m, o mocy obciążenia 5 kW. Ponieważ prąd przepływa przez dwa przewody, podwajamy długość linii, tj. 1000 m.

Siła prądu przy mocy 5 kW będzie wynosić: 5000/220 = 22,7 A. Spadek napięcia w linii wynosi U = 1000x0,0018x22,7 = 41 V. Napięcie przy obciążeniu wynosi 220-41 = 179 V. Jest to już mniej niż dopuszczalny 15% spadek napięcia. Przy maksymalnym prądzie 63 A, dla którego ten drut jest przeznaczony (14 kW), tj. gdy najbliżsi sąsiedzi włączają obciążenia, U = 1000x0,0018x63 = 113 V. Dlatego w moim wiejskim domu wieczorami żarówka ledwo świeci!

Sposoby radzenia sobie ze stratami.

Pierwszy najprostszy sposób radzenia sobie ze stratami.

Pierwsza metoda oparta jest na niższy opór przewodu uziemiającego. Jak wiadomo, prąd przepływa przez dwa przewody: zero i fazę. Jeśli wzrost przekroju drutu fazowego jest dość kosztowny (koszt miedzi lub aluminium plus prace demontażowe i instalacyjne), wówczas rezystancję drutu neutralnego można zmniejszyć dość prosto i bardzo tanio.

Metodę tę stosowano od momentu ułożenia pierwszych linii energetycznych, ale obecnie często nie stosuje się jej z powodu „obojętności” lub braku wiedzy. Polega na ponownym uziemieniu przewodu neutralnego na każdym biegunie linii energetycznej lub (i) na każdym obciążeniu. W tym przypadku rezystancja uziemienia między zerem transformatora podstacji a zerowym odbiornikiem jest połączona równolegle z rezystancją przewodu neutralnego.

Jeśli uziemienie jest wykonane poprawnie, tj. Ponieważ jego rezystancja jest mniejsza niż 8 omów dla sieci jednofazowej, a mniejsza niż 4 omy dla sieci trójfazowej, możliwe jest znaczne (do 50%) zmniejszenie strat na linii.

Drugi najprostszy sposób radzenia sobie ze stratami.

Druga najprostsza metoda jest również oparta na redukcja oporu. Tylko w tym przypadku należy sprawdzić oba przewody - zero i fazę. Podczas pracy linii napowietrznych z powodu zerwania drutu powstają miejsca lokalnego wzrostu rezystancji - skręcanie, spawy itp. W procesie pracy w tych miejscach dochodzi do lokalnego nagrzania i dalszej degradacji drutu, grożąc pęknięciem.

Takie miejsca są widoczne w nocy ze względu na iskrzenie i blask. Konieczne jest okresowe wizualne sprawdzanie linii elektroenergetycznej i wymiana jej szczególnie złych segmentów lub całej linii.

Do naprawy najlepiej zastosować samonośne izolowane aluminium przewody SIP. Nazywa się je samonośnymi, ponieważ nie wymagają stalowej linki do zawieszenia i nie rwać pod ciężarem śniegu i lodu. Takie kable są trwałe (żywotność ponad 25 lat), istnieją specjalne akcesoria do łatwego i wygodnego mocowania ich na słupach i budynkach.

Trzeci sposób radzenia sobie ze stratami.

Oczywiste jest, że trzecia droga jest zastąpienie starego „powietrza” nowym.

Kable typu SIP-2A, SIP-3, SIP-4 są w sprzedaży. Przekrój kabla jest wybierany co najmniej 16 milimetrów kwadratowych, może przepuszczać prąd do 63 A, co odpowiada mocy 14 kW w sieci jednofazowej i 42 kW w trójfazowej. Kabel ma dwuwarstwową izolację i jest pokryty specjalnym plastikiem, który chroni izolację drutów przed promieniowaniem słonecznym. Przykładowe ceny SIP można znaleźć tutaj: http://www.eti.su/price/cable/over/over_399.html. Dwuprzewodowy kabel SIP kosztuje od 23 rubli. na metr liniowy.

Czwarty sposób radzenia sobie ze stratami.

Ta metoda opiera się na użyciu specjalnych stabilizatory napięcia przy wejściu do domu lub inny przedmiot. Takie stabilizatory są zarówno jednofazowe, jak i trójfazowe. Zwiększają cos i zapewniają stabilizację napięcia wyjściowego w granicach + - 5%, przy zmianie napięcia wejściowego + - 30%. Ich zakres mocy może wynosić od setek watów do setek kW.

Oto kilka stron poświęconych stabilizatorom. Zauważamy jednak, że z powodu nierównowagi faz i strat w linii zasilającej napięcie na wejściu stabilizatora może spaść poniżej 150 V. W takim przypadku wyzwala się wbudowane zabezpieczenie i nie masz innego wyboru, jak zmniejszyć zapotrzebowanie na energię.

Piąty sposób na zrekompensowanie strat energii elektrycznej.

To jest droga zastosowanie urządzeń kompensujących moc bierną. Jeśli obciążenie jest indukcyjne, na przykład różne silniki elektryczne, to są to kondensatory, jeśli są pojemnościowe, to są to specjalne indukcyjności.

Szósty sposób - walka z kradzieżą prądu.

Zgodnie z doświadczeniem zawodowym najskuteczniejszym rozwiązaniem jest usunięcie licznik elektryczny z budynku i zainstalowanie go na słupie linii energetycznej w specjalnym zamkniętym pudełku. W tym samym pudełku zainstalowana jest wstępna automatyczna maszyna z urządzeniem przeciwpożarowym i ogranicznikami przepięć.

Siódmy sposób radzenia sobie ze stratami.

W ten sposób można zmniejszyć straty poprzez zastosowanie połączenia trójfazowego. Dzięki temu połączeniu prądy w każdej fazie są zmniejszone, a zatem straty w linii mogą równomiernie rozłożyć obciążenie. To jeden z najłatwiejszych i najskuteczniejszych sposobów. Jak mówią: „Klasyka gatunku”.

Wnioski

Jeśli chcesz zmniejszyć straty energii, najpierw sprawdź swoje sieci elektryczne. Jeśli nie jesteś w stanie tego zrobić, teraz wiele organizacji jest gotowych ci pomóc za twoje pieniądze. Mam nadzieję, że powyższe wskazówki pomogą Ci zrozumieć, od czego zacząć i do czego dążyć. Wszystko jest w twojej mocy. Życzę sukcesów!