Электроснабжение

Некачественное электропитание в Вашей сети
Из-за чего происходит падение напряжения в электросети.
Статья предназначена для тех кто ничего не понимает в электричестве (аналогия с водопроводом).
Среди ученых уже давно есть мнение что в природе существует всего один закон, по которому все в этом
мире взаимодействует, и с помощью которого можно описать все процессы – абсолютный закон природы. Но
пока его еще не открыли, и к его пониманию подходят с разных сторон – химия, математика, физика со
множеством направлений, и открыто масса законов и правил, которые являются всего лишь следствием
абсолютного закона.
Множество людей пугает электричество, потому что они не знают и не понимают его.
Но почти все ежедневно пользуются водопроводом, и не считают это чем то сверхъестественным и страшным,
так как понимают как он устроен и работает.
Исходя из всего вышесказанного мы можем провести параллель между электросетью и водопроводом, так как
это разновидность одного и того же процесса, но описывается пока еще разными законами и правилами.
Начнем с приведения аналогий
На картинке представлена типичная электросеть поселка
И аналогичная ей водопроводная система
Итак, как видно из рисунков, все сети последовательного исполнения. И чем дальше от распределительной
точки, тем меньше напряжения/давления доходит до потребителя. Так делается для существенной экономии
кабелей/труб. Все сечения/диаметры рассчитаны с таким учетам, что бы ко всем потребителям приходило
одинаковое напряжение/давление. И когда сеть новая, то так и происходит. Но со временем сети
изнашиваются – трубы засоряются, появляются протечки, снимаются регуляторы давления; ухудшается
проводимость проводов, появляются скрутки, перегрузка сети. И в конечном итоге получаем сильное падение
напряжения/давления, такая ситуация и показана на рисунках.
На ТП начинают повышать напряжение. Чтобы последним потребителям дошло хоть что то. При этом у
первых потребителей начинают выходить из строя электроприборы из-за высокого напряжения. В таких
ситуациях может помочь только стабилизатор напряжения.
При высоком напряжении он сбрасывает лишнее в сеть, как редуктор. При пониженном напряжении
стабилизатор выкачивает напряжение из сети как насос.
В современных многоэтажных домах, в каждой квартире устанавливается редуктор давления на 2 атм.
Вследствие этого на первых этажах нет перерасхода воды и сильной потери давления в трубах и до
последних этажей доходит нужное давление. Если здание более 11 этажей, то устанавливают дополнительно
насосы повышающие давления для верхних этажей.
В старой или длинной электросети, также необходимо устанавливать стабилизаторы напряжения каждому
потребителю для выравнивания дисбаланса в сети. Но этим занимаются уже сами потребители.
Почему происходит падение давления в трубах:
•1.
Трубы засоряются, на стенках появляется нарост, соответственно уменьшая диаметр трубы. При
отключении и включении воды наросты в трубах откалываются и скапливаются в изгибах, тем самым создавая
сопротивление току воды.
•2.
Врезка труб большего диаметра чем рассчитано. Из-за этого происходит резкое падение давления во
всей системе.
•3.
Включение всех кранов одновременно
Почему происходит падение напряжения в электросети:
•1.
Воздушные электросети прокладываются из алюминиевого провода без изоляции. С течением времени
у алюминия, если по нему пропускают ток, ухудшаются проводимые свойства, разрушается кристаллическая
решетка, увеличивается сопротивление.
•2.
Местные электрики, как правило, при соединении проводов используют обычную скрутку, а не болтовое
крепление, что добавляет сопротивление току.
•3.
При перегрузке сети. Сечение проводов ограничивает ток который по ним можно пускать:
Медные жилы проводов и кабелей
Алюминиевые жилы проводов и кабелей
В случае превышения допустимого тока, провода начинают греться. При повышении температуры металла его
сопротивление току увеличивается.
Расчет падения напряжения достаточно простой:
Закон Ома
U=I*R
•1.
I = Uит/(R1+R2+R) = 8.15 А
•2.
U1 = I * R1 = 8,15 В
•3.
U2 = I * R2 = 8,15 В
•4.
U = I * R = 203 В
Как видим падение напряжения из-за скруток и сопротивления проводов, в данном случае составило 16,3 В.
Сопротивление скруток зависит от их качества и количества. Сопротивление проводов зависит от
температуры и его длины.
Удельное сопротивление меди при 20о – ρ = 0,018 Ом*мм2/м
Удельное сопротивление алюминия при 20о – 0,028 Ом*мм2/м
Получим сопротивление провода от ТП до потребителя. Сечение алюминиевого провода 16 мм 2, расстояние 1
км.
Сопротивление провода R = 0,028 * 1000 / 16 = 1,75 Ом
С учетом того что на ТП выходное напряжение настраивают 240В – 260В, то даже если вы находитесь за 2 км
от неё к вам доходит нормальное напряжение 220В, если все соединения проводов выполнены качественно.
Но как только сеть перегружают сопротивление проводов резко увеличивается. Особенно это сильно заметно
в дачных поселках, где стоят маломощные ТП, а потребителей огромное количество. Днем напряжение в сети
может опускаться до 100В у конечных потребителей, а ночь подниматься до 260В.
Для приборов где есть электронные схемы такое напряжение губительно. Для современных электромоторов,
насосов , компрессоров, холодильников такое напряжение так же не допустимо. С целью экономии
материалов они выполняются рассчитанными на напряжение 220-230В ± 5%, без двойного запаса прочности,
как раньше. И в условиях плохого напряжения они просто сгорают.
В особо плачевных ситуациях не поможет даже стабилизатор напряжения.