Categorias: Questões controversas, Economia de energia
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Opções para compensação de energia reativa em casa usando a Caixa de economia
Truques de vendas de eletrodomésticos para economizar energia
A publicidade intrusiva na Internet e mesmo nos canais de televisão estatais através de uma loja de televisão oferece persistentemente ao público um dispositivo para economizar energia na forma de "novos produtos" da indústria eletrônica. Os pensionistas recebem um desconto de 50% do custo total.
"Caixa de economia" é o nome de um dos dispositivos oferecidos. Eles já foram escritos no artigo. "Aparelhos de economia de energia: mito ou realidade?". É hora de continuar o tópico no exemplo de um modelo específico, explicando com mais detalhes:
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o que é reatância;
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como é criado o poder ativo e reativo;
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como é realizada a compensação da potência reativa;
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com base nos quais compensadores de potência reativa e um dispositivo para economizar energia.
As pessoas que comprarem esse dispositivo receberão um pacote com uma caixa bonita pelo correio. No interior, há uma elegante caixa de plástico com dois LEDs na parte frontal e um plugue para instalação no soquete - na parte traseira.
Um dispositivo milagroso para economizar energia (clique na imagem para ampliar):
A foto em anexo mostra as características declaradas pelo fabricante: 15.000 watts a uma tensão de 90 a 250 V. A rede elétrica os avaliará do ponto de vista de um eletricista de acordo com as fórmulas fornecidas abaixo.
Na tensão mais baixa indicada, esse dispositivo deve passar uma corrente de 166,67 A por si mesmo e entre 250 V - 60 A. Vamos comparar os cálculos obtidos com as cargas das máquinas de solda CA.
A corrente de soldagem para eletrodos de aço com um diâmetro de 5 mm é de 150 ± 220 ampères e para uma espessura de 1,6 mm é suficiente - 35 ± 60 A. Essas recomendações estão em qualquer manual de um soldador elétrico.
Lembre-se do peso e das dimensões da máquina de solda, que cozinha com eletrodos de 5 mm. Compare-os com uma caixa de plástico, do tamanho de um carregador de celular. Pense por que eletrodos de aço de 5 mm se fundem a uma corrente de 150 A, mas os contatos do plugue desse "dispositivo" permanecem intactos e toda a fiação do apartamento?
Para entender o motivo dessa discrepância, tive que abrir o gabinete, mostrando o "interior" dos eletrônicos. Lá, além da placa para iluminar os LEDs e o fusível, há outra caixa de plástico para acessórios.
Atenção! Nesse esquema, não há dispositivo para economizar energia ou compensá-la.
É uma farsa? Vamos tentar entender com a ajuda dos conceitos básicos de engenharia elétrica e compensadores industriais existentes para eletricidade, trabalhando em empresas de energia.
Princípios da fonte de alimentação
Considere um esquema típico para conectar os consumidores de eletricidade a um gerador de tensão alternada, como um pequeno análogo da rede de fornecimento de energia do apartamento. Para maior clareza, são mostradas suas características de indutância, capacitância e carga ativa. enrolamento do transformador, capacitor e RTE. Assumimos que eles operam em estado estacionário quando um único valor I passa por todo o circuito atual.
Esquema elétrico (clique na imagem para ampliar):
Aqui, a energia de um gerador com tensão U é distribuída por seus componentes em:
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bobina de indutância UL;
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placas capacitoras UC;
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resistência DEZ UR.
Se representamos as grandezas sob consideração em uma forma vetorial e realizamos sua adição geométrica no sistema de coordenadas polares, obtemos um triângulo de tensão comum no qual a magnitude do componente ativo UR na direção coincide com o vetor atual.
O UX é formado pela adição de quedas de tensão na indutância UL e nas placas do capacitor UС. Além disso, essa ação leva em consideração a direção deles.
Como resultado, verificou-se que o vetor de tensão do gerador U é desviado da direção da corrente I por um ângulo φ.
Mais uma vez, preste atenção ao fato de que a corrente no circuito I não muda, é a mesma em todas as áreas. Portanto, dividimos os componentes do triângulo de tensão pelo valor I. Com base na lei de Ohm, obtemos o triângulo de resistência.
A resistência total da indutância XL e da capacitância XC é geralmente chamada de "reatância" X. A impedância do nosso circuito Z, aplicada aos terminais do gerador, consiste na soma da resistência ativa do elemento de aquecimento R e no valor reativo de X.
Vamos executar outra ação - multiplicando os vetores do triângulo de tensão por I. Como resultado das transformações, o triângulo de potência é formado. Ativo e poder reativo ele cria o valor total aplicado. A energia total gerada pelo gerador S é gasta nos componentes P ativo e Q reativo.
A parte ativa é consumida pelos consumidores e o reativo é liberado durante transformações magnéticas e elétricas. Capacidades indutivas e capacitivas não são usadas pelos consumidores, mas carregam condutores de corrente com geradores.
Atenção! Nos três triângulos retangulares, as proporções entre os lados são preservadas e o ângulo change não muda.
Agora vamos entender como a energia reativa aparece e por que os medidores domésticos não a levaram em consideração.
O que é compensação de energia reativa na indústria?
No setor de energia do país, e mais precisamente - nos estados de um continente inteiro, um grande número de geradores está envolvido na produção de eletricidade. Entre eles, encontram-se projetos simples feitos em casa por artesãos entusiastas e poderosas plantas industriais de usinas hidrelétricas e usinas nucleares.
Toda a sua energia é resumida, transformada e distribuída ao usuário final pelas tecnologias e rotas de transporte mais complexas, a grandes distâncias. Com esse método de transmissão, a corrente elétrica passa por um grande número de indutâncias na forma de enrolamentos de transformadores / autotransformadores, reatores, supressores e outros dispositivos que criam uma carga indutiva.
Fios de ar, e especialmente cabos, criam um componente capacitivo no circuito. Seu valor é adicionado por várias unidades de capacitor. O metal dos fios através dos quais a corrente flui tem uma resistência ativa.
Assim, o sistema de energia mais complexo pode ser simplificado para o circuito que examinamos a partir de um gerador, indutância, carga ativa e capacitância. Só precisa ser combinado em três fases.
A tarefa da energia é fornecer aos consumidores eletricidade de alta qualidade. Em relação ao objeto final, isso implica o fornecimento ao painel de entrada de eletricidade com uma tensão de 220/380 V, uma frequência de 50 Hz, sem interferência e componentes reativos. Todos os desvios desses valores são limitados pelos requisitos do GOST.
Nesse caso, o consumidor não está interessado no componente reativo Q, que cria perdas adicionais, mas na obtenção da potência ativa P, que faz um trabalho útil. Para caracterizar a qualidade da eletricidade, use a razão adimensional de P para a energia aplicada S, para a qual o cosseno do ângulo φ é usado. A potência ativa P leva em consideração todos os medidores elétricos domésticos.
Os dispositivos de compensação da energia elétrica normalizam a eletricidade para distribuição entre os consumidores, reduzem os componentes reativos ao normal. Ao mesmo tempo, é realizada a "equalização" das fases sinusoidais, na qual o ruído de frequência é removido, os efeitos dos transientes durante a comutação do circuito são suavizados, a frequência é normalizada.
Os compensadores industriais de potência reativa são instalados após as entradas das subestações de transformadores em frente aos quadros: a potência total da instalação elétrica é passada através deles.Como exemplo, veja um fragmento de um diagrama elétrico de linha única de uma subestação em uma rede de 10 kV, em que o compensador recebe correntes do AT e somente após o processamento recebe mais eletricidade, e a carga nas fontes de energia e nos fios de conexão diminui.
Compensadores industriais de eletricidade em uma rede de 10 kV:
Vamos voltar à “Caixa de poupança” por um momento e fazer uma pergunta: como ela pode compensar a energia quando está localizada na saída final, e não na entrada do apartamento em frente ao medidor?
Veja a foto de como são impressionantes os compensadores industriais. Eles podem ser criados e trabalhar em uma base de elementos diferente. Suas funções:
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regulação suave do componente reativo com descarregamento de equipamentos em alta velocidade dos fluxos de energia e redução das perdas de energia;
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estabilização de tensão;
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aumentar a estabilidade dinâmica e estatística do regime.
O cumprimento dessas tarefas garante a confiabilidade da fonte de alimentação e reduz o custo do projeto dos cabos de corrente, normalizando as condições de temperatura.
O que é compensação de potência reativa em um apartamento?
Os eletrodomésticos também apresentam resistência indutiva, capacitiva e ativa. Para eles, todas as razões dos triângulos acima em que os componentes reativos estão presentes são válidas.
Deve-se entender apenas que elas são criadas durante a passagem de corrente (levada em consideração pelo medidor, a propósito) sobre a carga já conectada à rede. As tensões indutivas e capacitivas geradas criam os componentes de energia reativa correspondentes no mesmo apartamento, além de carregar a fiação.
Seu valor não leva em conta o antigo medidor de indução. Mas alguns modelos de contabilidade estática são capazes de corrigi-lo. Isso permite analisar com mais precisão a situação com cargas atuais e efeitos térmicos no isolamento durante a operação de um grande número de motores elétricos. A voltagem capacitiva criada pelos eletrodomésticos é muito pequena, como sua energia reativa e seus medidores geralmente não são mostrados.
A compensação do componente reativo neste caso consiste em conectar unidades de capacitores que “atenuam” a potência indutiva. Eles devem ser conectados apenas na hora certa por um certo período de tempo e ter seus próprios contatos de comutação.
Esses compensadores de potência reativa são significativos e são mais adequados para fins de produção, geralmente trabalhando com um conjunto de automação. Eles não reduzem o consumo de energia ativa, não podem reduzir o pagamento de eletricidade.
O dispositivo milagroso "Saving Box" anunciado e outros dispositivos semelhantes não têm nada a ver com designs semelhantes. Como um dispositivo para economizar energia, ele não pode funcionar.
Conclusão
Os recursos e as especificações técnicas da Caixa de Saving, declarados pelo fabricante, não são verdadeiros; são usados para publicidade com base em enganos.
Já faz tempo que a sociedade de defesa do consumidor e as agências policiais tomem medidas para interromper a venda de produtos de baixa qualidade no país, pelo menos através dos canais de informação do estado.
O consumo de energia ativa e reativa em um apartamento pode ser reduzido seguindo as recomendações simples descritas no artigo: “Como economizar eletricidade em um apartamento e em uma casa particular”.
Veja também em bgv.electricianexp.com
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