Sete maneiras de combater perdas em redes de energia aérea

As causas das perdas de energia nas linhas aéreas e formas de lidar com elas, com base na experiência prática.

É provável que todo mundo que tenha uma casa na vila, viva no setor privado da cidade ou construa sua própria casa, com o tempo, enfrente o problema de instabilidade da rede elétrica. Isso é expresso em ondas bruscas, problemas de proteção de aparelhos elétricos durante tempestades, longos períodos de tensão muito alta ou muito baixa na rede elétrica.

Muitos desses problemas estão associados aos recursos de linhas elétricas aéreas, outros, ao não cumprimento das regras elementares para linhas de assentamento e sua manutenção. Infelizmente, em nosso país, o slogan: "Salvar o afogamento é o trabalho do próprio afogamento" está sendo cada vez mais implementado. Portanto, tentaremos considerar esses problemas e como resolvê-los com mais detalhes.

De onde vêm as perdas em redes elétricas?

Ohm é o culpado.

Para aqueles que estão familiarizados com a lei de Ohm, não é difícil lembrar que U = I * R. Isso significa que a queda de tensão nos fios da linha de energia é proporcional à sua resistência e à corrente através dela. Quanto mais essa queda, menor a tensão nas tomadas de sua casa. Portanto, a resistência da linha de energia deve ser reduzida. Além disso, sua resistência consiste na resistência dos fios diretos e de retorno - fase e zero do transformador da subestação para sua casa.

Potência reativa incompreensível.

A segunda fonte de perda é poder reativo ou melhor, carga reativa. Se a carga é puramente ativa, por exemplo, lâmpadas incandescentes, aquecedores elétricos, fogões elétricos, a energia é consumida quase completamente (mais de 90% de eficiência, porque tende a 1). Mas este é um caso ideal, geralmente a carga é capacitiva ou indutiva. Realmente cosseno phi O valor do consumidor é variável ao longo do tempo e tem um valor de 0,3 a 0,8, a menos que medidas especiais sejam aplicadas.

Sob carga reativa, há um fenômeno de absorção incompleta de energia, seu reflexo a partir da carga e a circulação de correntes dispersas nos fios. Isso resulta em perdas adicionais nos fios para aquecimento, picos de tensão e corrente, levando ao mau funcionamento. Por exemplo, um motor elétrico assíncrono parcialmente carregado de uma serra elétrica ou serraria tem cos 0,3-0,5. Além da perda de calor, na presença de uma carga reativa poderosa, os medidores de eletricidade “ficam” muito.

É sabido pelas estatísticas que, devido à energia reativa descompensada, um consumidor perde até 30% de eletricidade. Para eliminar esses tipos de perdas, compensadores de potência reativa. Esses dispositivos estão disponíveis comercialmente na indústria. Além disso, eles vêm da versão "single-socket" para dispositivos instalados no transformador da subestação.

Lobisomens em moletons.

A terceira fonte de perdas é o roubo banal de eletricidade. Parece que as agências policiais devem lidar com isso, mas elas não têm departamentos de auditoria energética. Portanto, o consumidor também deve lidar com a terceira fonte de perdas, como de acordo com a lei, ele deve ter uma casa comum ou um contador geral de negócios e todo o rebanho paga pelo roubo de uma ovelha negra.

Estimativa de perdas de linha por um exemplo específico.

Resistência da linha R = (ρ * L) / S, onde ρ é a resistividade do material do fio, L é o seu comprimento, S é a seção transversal. Para o cobre, a resistividade é de 0,017 e para o alumínio, de 0,028 Ohm * mm2 / m. O cobre tem quase duas vezes menos perdas, mas é muito mais pesado e mais caro que o alumínio; portanto, os fios de alumínio são geralmente escolhidos para linhas aéreas.

Assim, a resistência de um metro de fio de alumínio com uma seção transversal de 16 milímetros quadrados será (0,028 x 1) / 16=0,0018 Ohms.Vamos ver quais serão as perdas em uma linha de 500 m de comprimento, com uma carga de 5 kW. Como a corrente flui através de dois fios, dobramos o comprimento da linha, ou seja, 1000 m.

A força da corrente a uma potência de 5 kW será: 5000/220 = 22,7 A. A queda de tensão na linha é U = 1000x0,0018x22,7 = 41 V. A tensão na carga é de 220-41 = 179 V. Isso já é menor que a queda de tensão permitida de 15%. A uma corrente máxima de 63 A, para a qual este fio é projetado (14 kW), ou seja, quando os vizinhos mais próximos ligam suas cargas, U = 1000x0,0018x63 = 113 V! É por isso que na minha casa de campo à noite uma lâmpada mal brilha!

Maneiras de lidar com perdas.

A primeira maneira mais simples de lidar com perdas.

O primeiro método é baseado em menor resistência do fio terra. Como você sabe, a corrente flui através de dois fios: zero e fase. Se o aumento na seção transversal do fio da fase for bastante caro (o custo do cobre ou do alumínio, além do trabalho de desmontagem e instalação), a resistência do fio neutro poderá ser reduzida de maneira simples e muito barata.

Este método tem sido usado desde o momento em que as primeiras linhas de energia foram estabelecidas, mas atualmente ele não é usado devido à “indiferença” ou falta de conhecimento. Consiste em aterrar novamente o fio neutro em cada polo da linha de energia ou (e) em cada carga. Nesse caso, a resistência à terra entre o zero do transformador da subestação e o consumidor zero é conectada paralelamente à resistência do fio neutro.

Se o aterramento for feito corretamente, ou seja, Como sua resistência é inferior a 8 ohms para uma rede monofásica e inferior a 4 ohms para uma rede trifásica, é possível reduzir significativamente (até 50%) as perdas na linha.

A segunda maneira mais simples de lidar com perdas.

O segundo método mais simples também se baseia em redução de resistência. Somente neste caso, é necessário verificar os dois fios - zero e fase. Durante a operação de linhas aéreas devido à quebra do fio, são formados locais de aumento da resistência local - torção, emendas, etc. No processo de trabalho nesses locais, há um aquecimento local e uma maior degradação do fio, ameaçando uma ruptura.

Esses locais são visíveis à noite devido a faíscas e brilho. É necessário verificar visualmente periodicamente a linha de energia e substituir seus segmentos particularmente ruins ou a linha inteira.

Para reparo, é melhor aplicar cabos SIP isolados em alumínio autoportantes. Eles são chamados de auto-suficientes, porque não precisa de um cabo de aço para suspensão e não rasga com o peso da neve e do gelo. Esses cabos são duráveis ​​(vida útil mais de 25 anos), existem acessórios especiais para fixação fácil e conveniente em postes e prédios.

A terceira maneira de lidar com as perdas.

É claro que a terceira via é substituição do antigo "ar" por um novo.

Cabos dos tipos SIP-2A, SIP-3 e SIP-4 estão à venda. A seção transversal do cabo é escolhida com pelo menos 16 milímetros quadrados, pode passar corrente até 63 A, o que corresponde a uma potência de 14 kW com uma rede monofásica e 42 kW com uma trifásica. O cabo possui isolamento de duas camadas e é revestido com um plástico especial que protege o isolamento dos fios da radiação solar. Os preços de amostra para o SIP podem ser encontrados aqui: http://www.eti.su/price/cable/over/over_399.html. Um cabo SIP de dois fios custa 23 rublos. por metro linear.

A quarta maneira de lidar com as perdas.

Este método é baseado no uso de especial estabilizadores de tensão na entrada da casa ou outro objeto. Tais estabilizadores são do tipo monofásico e trifásico. Eles aumentam cos e fornecem estabilização da tensão de saída em + - 5%, com uma alteração na tensão de entrada em + - 30%. Sua faixa de potência pode variar de centenas de watts a centenas de kW.

Aqui estão alguns sites dedicados a estabilizadores. No entanto, observamos que, devido ao desequilíbrio de fase e perdas na linha de energia, a tensão na entrada do estabilizador pode cair abaixo de 150 V. Nesse caso, a proteção embutida é acionada e você não tem escolha a não ser reduzir suas necessidades de energia.

A quinta maneira de compensar as perdas de eletricidade.

Este é o caminho uso de dispositivos de compensação de potência reativa. Se a carga é indutiva, por exemplo, vários motores elétricos, esses são capacitores, se capacitivos, então são indutâncias especiais.

A sexta maneira - a luta contra o roubo de eletricidade.

De acordo com a experiência de trabalho, a solução mais eficaz é a remoção medidor elétrico do edifício e instalá-lo em um poste de uma linha de energia em uma caixa selada especial. Na mesma caixa, é instalada uma máquina automática introdutória com um dispositivo de segurança contra incêndio e pára-raios.

A sétima maneira de lidar com as perdas.

Desta forma, para reduzir perdas através do uso de uma conexão trifásica. Com essa conexão, as correntes em cada fase são reduzidas e, portanto, as perdas na linha podem distribuir uniformemente a carga. Essa é uma das maneiras mais fáceis e eficazes. Como se costuma dizer: "Clássicos do gênero".

Conclusões

Se você deseja reduzir as perdas de energia, primeiro audite suas redes elétricas. Se você não é capaz de fazer isso, agora muitas organizações estão prontas para ajudá-lo com seu dinheiro. Espero que as dicas acima ajudem você a entender por onde começar e o que buscar. Tudo está ao seu alcance. Desejo-lhe sucesso!