Vrlo često nedosljednosti u kvaliteti napajanja u kućnoj mreži postaju glavobolja za Ruse, što se uglavnom izražava u značajnom padu napona od standardnih vrijednosti. Ovaj članak će opisati zašto napon pada, razloge za pojavu odstupanja u vrijednostima glavnih karakteristika napajanja, negativan utjecaj o električnim uređajima i daje niz mogućih primjera rješavanja problema s naponom napajanja.
Zašto dolazi do pada napona?
Kvaliteta napajanja propisana je GOST R 54149-2010 „Norme za kvalitetu električne energije u sustavima opskrbe električnom energijom opće namjene”, u kojima se navodi da promjena napona može biti unutar ± 10% nominalnog (ili prema ugovornim uvjetima ) tijekom 100% vremena mjernog intervala u jednom tjednu. U stvaran životČesto se ovaj standard krši. Napon koji ulazi u kuću ili stan može se smanjiti do 50%. To se uglavnom opaža ovisno o godišnjem dobu, ali u nekim područjima može biti stalna pojava.
Što može uzrokovati pad napona:
- —trafostanica. Transformatorske stanice instalirane su diljem Rusije, velika većina njih postavljena je još u vrijeme SSSR-a, dok je izračun opterećenja na njima izvršen na temelju potpuno različitih električnih uređaja i njihovog broja. Važnu ulogu igra i starost radnih transformatora, što nepovoljno utječe na kvalitetu napajanja. No, vrijedno je napomenuti da su inženjeri tog vremena postavili značajnu marginu sigurnosti, kako u pogledu snage tako iu pogledu mehaničke čvrstoće.
- — električni vodovi. Slična je situacija i s trafostanicama. Promjer žila i materijal kabela (aluminij) često ne mogu podnijeti povećanu potrošnju električne energije, a brojna uvijanja čelika s vremenom donose svoje gubitke u kvaliteti. Trenutno aluminijski kabel zamijeniti bakrenim koji je prikladniji za opterećenja.
- — razlika u potrošnji energije između faza. Kao što znate, u sustavu napajanja postoje tri faze. Uglavnom u stanu ili privatna kuća spojite jednu od faza. Ako postoji značajno prekomjerno opterećenje jedne faze u odnosu na druge dvije, tada dolazi do pojave koja se naziva neravnoteža faza, što izaziva povećanje ili smanjenje napona.
Sve gore napisano može biti prisutno zasebno ili u kombinaciji. Čak i ako popravite ili zamijenite jednu od komponenti, situacija se može samo djelomično popraviti. Postoji još jedna nijansa u mrežama za opskrbu električnom energijom: na kraju linije od transformatorske podstanice, električni potrošači rade u težim uvjetima od potrošača koji se nalaze bliže transformatorskoj stanici (Oni mogu potrošiti više energije, au isto vrijeme kvalitetu napajanje će biti bolje.
Do čega dovodi nizak napon u mreži?
- — značajno pogoršanje uvjeta pokretanja za sve vrste motora i uređaja koji se temelje na motoru;
- — kod pokretanja elektromotora povećava se startna struja;
- — pregrijavanje žica do taljenja izolacije i mogućnost požara od kratkog spoja;
- - smanjenje svjetline svjetiljki ili njihovo stalno treptanje, što dovodi do nelagode u životu u kući;
- — smanjenje vijeka trajanja kućanskih električnih uređaja;
- — nestabilan rad osjetljiv na napajanje uređaja;
- — značajno pogoršanje rada električnih uređaja.
Sve to zajedno uzrokuje značajnu štetu na svim kućanskim aparatima u kući. Televizori, računala, svjetiljke, klima uređaji, usisavači, hladnjaci i drugi potrošači električne energije zadobivaju velika oštećenja ne samo tijekom pokretanja, već i tijekom normalnog rada. Uređaji sa pulsni blok napajanje, ali također pokazuju neispravan rad i odstupanja u načinima rada. U konačnici, sve to utječe na osobu: grijaćim uređajima treba više vremena da se zagriju, električni uređaji s motorom rade bučnije, kompresor hladnjaka se možda neće pokrenuti (tj. hrana će se odmrznuti), osvjetljenje postaje slabije, što može utjecati na mentalno zdravlje. i fiziološko stanje osobe ili, u najmanju ruku, pogoršati udobnost boravka u zatvorenom prostoru.
Načini rješavanja napona niske kvalitete.
- 1. Žalite se tvrtki za opskrbu energijom. Prije podnošenja zahtjeva organizaciji za opskrbu energijom potrebno je prikupiti dokaze o opskrbi nekvalitetnom energijom. To se postiže ugradnjom posebnog uređaja koji bilježi sve karakteristike i parametre mreže napajanja. Preduvjet za ovaj uređaj je prisutnost odgovarajućeg certifikata. Ovaj uređaj instaliran izravno na ulazu struje u kuću ili stan. Snimanje se odvija na memorijsku karticu, zatim se snimljeni podaci mogu prenijeti na računalo i ispisati za prezentaciju dobavljaču električne energije. Također je vrlo važno pravilno sastaviti tužbu, a ako nemate potrebno znanje, bolje je potražiti savjet odvjetnika. Ako je vaše pismo odbijeno, imate svako pravo podnijeti zahtjev sudskom tijelu. Ako se uočava nekvalitetna opskrba električnom energijom ne samo u vašem domu, već i kod vaših susjeda, tada možete podnijeti kolektivnu tužbu, što će značajno ubrzati rješenje problematično pitanje sa strujom.
- 2. . Ova metoda je najbrža i oduzima manje vremena. Stoga je najpopularniji među stanovništvom. Problem kvalitete napajanja rješava se odmah nakon ugradnje stabilizatora napona na ulazu. Stabilizator napona ne samo da će "dovesti" napon napajanja na standardnih 220 volti, već će također pouzdano zaštititi kućanske električne uređaje od naglih promjena napona (prenapona) i različite vrste hitne situacije u mreži. Energetski stabilizatori napona imaju sva potrebna svojstva za korištenje ne samo u svakodnevnom životu, već iu proizvodnji.
- 3. (neprekidni izvor napajanja). Rješenje je skuplje od ugradnje stabilizatora napona, ali u ovom slučaju postoji jedna velika prednost. Pretvarač ne samo da stabilizira napon niske kvalitete, već također osigurava rezervno napajanje iz baterija u slučaju potpunog nedostatka napona napajanja. Ovisno o modelu, kapacitetu baterije i priključenom opterećenju, može rezervisati snagu od 15 minuta do 2 dana. Pretvarač se postavlja ili na ulazu u kuću ili pojedinačno na važnu električnu opremu, na primjer, kotao za grijanje, hladnjak, protupožarni ili sigurnosni alarmni sustav. Energetski pretvarači imaju idealan sinusni izlaz, što je vrlo važno za modernu osjetljivu opremu.
- 4. Ugradnja uređaja za alternativnu energiju. Instaliraju se uglavnom u privatnim kućama i vikendicama. U ovom slučaju govorimo o solarnim panelima i vjetrogeneratorima. Glavna prednost ove metode je u tome što je energija sunca i vjetra besplatna, financijski troškovi nastaju samo za kupnju i ugradnju instalirane opreme. Tehnologije proizvodnje omogućuju postizanje životnog vijeka ovih sustava od najmanje 30 godina. Glavni nedostatak alternativnih energetskih sustava je njihova visoka cijena, izračunata ovisno o količini proizvedene energije, desetke ili čak stotine tisuća rubalja. Ali uzimajući u obzir činjenicu da se trošak električne energije povećava svake godine, povrat takvih sustava nije duži od 10 godina.
- 5. Vlastita trafostanica. Od svih navedenih metoda za rješavanje električnih problema, ova metoda je najskuplja. Troškovi zamjene trafostanice i dalekovoda idu u milijune. I ne svugdje ga je moguće instalirati.
Bolje je povjeriti odgovor na pitanje zašto napon u vašem domu pada i odluku o potrebi ugradnje stabilizatora napona profesionalnom električaru. Cijene proizvoda ETK Energy možete pogledati na
Što uzrokuje pad napona u električnoj mreži.
Članak je namijenjen onima koji ne razumiju ništa o struji (analogija s vodovodom).
Među znanstvenicima je dugo vladalo mišljenje da u prirodi postoji samo jedan zakon, prema kojem sve na ovom svijetu djeluje međusobno, i uz pomoć kojeg se mogu opisati svi procesi - apsolutni zakon prirode. No, ono još nije otkriveno, a njegovom razumijevanju pristupa se s različitih strana - kemije, matematike, fizike s mnogo pravaca, te masom otvorenih zakona i pravila koji su samo posljedica apsolutnog zakona.
Mnogi ljudi se boje struje jer je ne poznaju ili ne razumiju.
Ali gotovo svi koriste tekuću vodu svaki dan i ne smatraju je nečim nadnaravnim i strašnim, jer razumiju kako djeluje i djeluje.
Na temelju svega navedenog možemo povući paralelu između električne mreže i vodoopskrbnog sustava, budući da se radi o vrsti istog procesa, ali je ipak opisan različitim zakonitostima i pravilima.
Počnimo s nekim analogijama
Slika prikazuje tipičnu seosku električnu mrežu
I sličan vodovodni sustav
Dakle, kao što se može vidjeti sa slika, sve mreže su sekvencijalne. I što je dalje od točke distribucije, to manji napon/tlak dolazi do potrošača. To je učinjeno kako bi se značajno uštedjeli kabeli/cijevi. Svi presjeci/promjeri izračunati su na način da svi potrošači dobiju isti napon/tlak. A kad je mreža nova, to se događa. Ali s vremenom se mreže istroše - cijevi se začepe, pojavljuju se curenja, uklanjaju se regulatori tlaka; Vodljivost žica se pogoršava, pojavljuju se zavoji i mreža je preopterećena. I na kraju dobivamo snažan pad napona/tlaka, ova situacija je prikazana na slikama.
Napon na TP počinje rasti. Pa da barem nešto dođe do zadnjih potrošača. Istodobno, električni uređaji prvih potrošača počinju otkazivati zbog visokog napona. U takvim situacijama samo stabilizator napona može pomoći.
Pri visokom naponu izbacuje višak u mrežu, poput mjenjača. Kada je napon nizak, stabilizator pumpa napon iz mreže poput pumpe.
U modernim višekatnicama u svakom stanu ugrađen je reduktor tlaka od 2 atm. Kao rezultat toga, na prvim katovima nema prekomjerne potrošnje vode i snažnog gubitka tlaka u cijevima, a potrebni tlak doseže zadnje katove. Ako zgrada ima više od 11 katova, tada se za gornje katove postavljaju dodatne pumpe za povišenje tlaka.
U staroj ili dugoj električnoj mreži također je potrebno ugraditi stabilizatore napona za svaki potrošač za izjednačavanje neravnoteže u mreži. Ali to rade sami potrošači.
Zašto dolazi do pada tlaka u cijevima:
1. Cijevi se začepe, na zidovima se pojavi nakupina, koja na odgovarajući način smanjuje promjer cijevi. Kada se voda isključi i uključi, nakupine u cijevima se lome i nakupljaju u zavojima, stvarajući otpor protoku vode.
2. Umetanje cijevi većeg promjera od proračunskog. Zbog toga dolazi do oštrog pada tlaka u cijelom sustavu.
3. Otvorite sve slavine u isto vrijeme
Zašto dolazi do pada napona u električnoj mreži:
1. Nadzemne električne mreže polažu se od aluminijske žice bez izolacije. Tijekom vremena, ako struja prolazi kroz aluminij, njegova vodljiva svojstva se pogoršavaju, kristalna rešetka se uništava, a otpor mu se povećava.
2. Lokalni električari, u pravilu, koriste konvencionalno uvijanje, a ne vijke pri spajanju žica, što dodaje otpor struji.
3. Kada je mreža preopterećena. Poprečni presjek žica ograničava struju koja može proći kroz njih:
Bakreni vodiči žica i kabela
Aluminijski vodiči za žice i kabele
Ako je dopuštena struja prekoračena, žice se počinju zagrijavati. Kako se temperatura metala povećava, njegova otpornost na struju raste.
Izračunavanje pada napona je prilično jednostavno:
Ohmov zakon U = I * R
1. I = Uit/(R1+R2+R) = 8,15 A
2. U1 = I * R1 = 8,15 V
3. U2 = I * R2 = 8,15 V
4. U = I * R = 203 U
Kao što vidimo pad napon zbog zavoja i otpora žice, u ovom slučaju iznosio je 16,3 V. Otpor zavoja ovisi o njihovoj kvaliteti i količini. Otpor žica ovisi o temperaturi i njihovoj duljini.
Otpornost bakar na 20° - ρ = 0,018 Ohm*mm 2 /m
Specifični otpor aluminija na 20° - 0,028 Ohm*mm 2 /m
Uzmimo otpor žice od trafostanice do potrošača. Aluminijska žica presjeka 16 mm 2, udaljenost 1 km.
Otpor žice R = 0,028 * 1000 / 16 = 1,75 Ohm
Uzimajući u obzir činjenicu da je izlazni napon na TP postavljen na 240V - 260V, čak i ako ste udaljeni 2 km od njega, normalan napon od 220V dolazi do vas ako su sve žične veze izvedene učinkovito. Ali čim se mreža preoptereti, otpor žica se naglo povećava. To je posebno vidljivo u turističkim naseljima, gdje postoje transformatorske stanice male snage i veliki broj potrošača. Tijekom dana napon u mreži može pasti do 100V za krajnje potrošače, a noću može porasti do 260V.
Za uređaje gdje su dostupni elektronički sklopovi takva napetost je destruktivna. Za moderne elektromotore, pumpe, kompresore, hladnjake takav napon također nije prihvatljiv. Radi uštede materijala, dizajnirani su za napon od 220-230V ± 5%, bez dvostruke sigurnosne margine, kao prije. A u uvjetima lošeg napona jednostavno izgore.
U posebno teškim situacijama, čak ni stabilizator napona neće pomoći.
Hajde da shvatimo zašto mrežni napon pada. Vjerojatno ste više puta primijetili da je svjetlo prigušeno, posebno kod žarulja sa žarnom niti, ili da je kuhalu za vodu potrebno više vremena da prokuha nego inače. To je uzrokovano niskim mrežnim naponom. Obično kažu da je netko od susjeda uključio snažno opterećenje, poput aparata za zavarivanje. Da biste bolje razumjeli bit ovog fenomena, razmotrite dijagram (Sl. 1) s napajanjem U ip = 9 V do terminala 1-2 na koji je spojen podesivi otpornik (potenciometar) čiji je otpor podešen 10 ohma .
Riža. 1 – Dijagram koji objašnjava rad idealnog izvora napona
Struja opterećenja Inn, koja teče kroz otpornik Rn, određena je Ohmovim zakonom i jednaka je
Pogledajmo ponovno pobliže dijagram (Sl. 1) Bez obzira kako se mijenja otpor opterećenja R n terminalni napon 1-2 na koji je priključen teret uvijek će biti jednak naponu izvora struje U 12 = U SP . Promijenit će se samo struja opterećenja ja n proporcionalan promjeni otpora opterećenja R n . Dakle, otpor preko opterećenja ne ovisi o veličini samog opterećenja, a sam izvor napajanja je idealan izvor napona. Kada bi takvi izvori postojali u prirodi, tada napon nikada ne bi pao, čak ni u slučaju kratkog spoja.
Sada pogledajmo procese u stvarnom izvoru napona. Stvarni izvor napona razlikuje se od idealnog po prisutnosti unutarnjeg otpora R vn (slika 2) .
Riža. 2 – Oznaka izvora stvarnog i idealnog napona
Riža. 3 – Shema c pravi izvor napon
Vrijednost unutarnjeg otpora izvora napona je od male važnosti iu praksi se često zanemaruje. Što je manji unutarnji otpor, to je stvarni izvor po svojim svojstvima bliži idealnom.
Treba napomenuti da je u praznom hodu napon na stezaljkama U 12 uvijek jednak naponu napajanja U SP bez obzira na vrijednost unutarnjeg otpora R vn (Sl. 4) . To se objašnjava činjenicom da kada je krug otvoren, u njemu ne teče struja i stoga nema pada napona na unutarnjem otporu.
Riža. 4 – Dijagram stvarnog napajanja u praznom hodu
Sada spojimo opterećenje na stezaljke 1-2 (Sl. 5) i da vidimo kako se na njima mijenja napon.
Vrijednost unutarnjeg otpora uzima se jednakom 1 ohm , i otpor opterećenja 10 Ohma (Sl. 5) .
Riža. 5 – Strujni krug sa stvarnim napajanjem i opterećenjem od 10 Ohma
Odredimo struju opterećenja koristeći Ohmov zakon
Nađimo sada napon na opterećenju, tj. na stezaljkama 1-2 U12. Određuje se prema Kirchhoffovom II zakonu:
Kao što vidite, s priključenim opterećenjem jednakim 10 ohma , napon pada na 0,8 V (Sl. 6) .
Riža. 6 – Dijagram raspodjele pada napona opterećenja
Sada povećavamo opterećenje tako da njegov otpor bude jednak unutarnjem otporu izvora energije R n = R vn = 1 Ohm (slika 7) .
Riža. 7 – Strujni krug sa stvarnim napajanjem i opterećenjem od 1 Ohma
U jednaki
Pad napona na unutarnjem otporu je:
Napon na opterećenju, isti kao i na stezaljkama 1-2 jednaki
Odnosno, napon je pao 2 puta (Sl. 8) !
Riža. 8 – Dijagram raspodjele pada napona opterećenja
Iz ovoga možemo izvući sljedeći zaključak: s povećanjem opterećenja povećava se pad napona na unutarnjem otporu izvora napona, zbog čega se napon na opterećenju smanjuje.
Zašto pada napon u mreži 220 V, 50 Hz?
Slični se procesi događaju u mreži od 220 V, 50 Hz. Samo što primarni izvor napona nije utičnica, već trafostanica, odnosno transformator, a vi i vaši susjedi napajate se paralelno iz njegovih sekundarnih namotaja (Sl. 9) .
Riža. 9 – Pojednostavljeni strujni krug napajanja potrošača električne frekvencije
Stoga, ako povećate opterećenje, napon će pasti ne samo za vas, već i za vaše susjede. Ili kada susjed spoji opterećenje velike snage, napon će pasti i za njega i za vas.
Da biste provjerili gore rečeno, možete napraviti mali eksperiment, za koji će vam trebati izvor napajanja (bilo koja baterija ili kruna), voltmetar (multimetar) i nekoliko otpora različitih vrijednosti.
Prvo izmjerite napon krune u praznom hodu (Sl. 10) . Kao što se može vidjeti sa slike, jednak je 8,50 V (kruna je već malo skupljena).
Spojimo sada otpornik na krunu s otporom 10 kOhm (Sl. 11) . Kao što vidite, napon napajanja je već malo pao i jednak je 8,12 V .
Što je baterija više ispražnjena, to će više napon pasti pri spajanju istog opterećenja.
Kao što smo vidjeli, praksa se potpuno poklapa s teorijom. Takvi jednostavni pokusi pružaju duboko razumijevanje osnovnih procesa koji se odvijaju u elektronici i elektronici, što će olakšati svladavanje složenijih materijala u budućnosti. Sada razumijete zašto napon u mreži pada.
Idi na stranicu.
