Категорії

Попередня оцінка електромережі перед вибором стабілізатора

Дата

03 січня 2024

Нинішній стан вітчизняних електричних мереж

Проектування та будівництво повітряних ліній електропередач, по яким ми сьогодні отримуємо електрику, здійснювалося десятки років тому, при цьому тоді в розрахунки закладали величину енергоспоживання одного будинку в середньому на рівні 1-2 кВт. У той час ще не було такої великої кількості електричних побутових приладів і потужної техніки, тому ця норма була цілком виправдана і передбачала певний запас. Однак час іде, техніка не стоїть на місці, і на сьогоднішній момент, рідко який будинок, а іноді вже й багато дач не потрапляють у даний діапазон за рівнем енергоспоживання.

Крім того не можна забувати і про фізичне зношування (старіння) самих електричних ліній внаслідок впливу атмосферних опадів (дощу, вітру, снігу, сонячних променів), окислення тощо. Всі ці негативні явища призводять до погіршення контакту в місцях з'єднання провідних кабелів, що в свою чергу тягне за собою додаткові втрати.

Ця проблема, до речі, актуальна не лише для великих міст, які останнім часом розширюються стрімкими темпами, але й для невеликих віддалених сіл та котеджних селищ. Лінії електропередач, які їх живлять, також були зведені дуже давно і практично не піддаються профілактиці. Електриків та енергетиків тут можна побачити лише при виникненні якоїсь аварії в мережі.

У зв'язку з цим поганий стан кабельних ліній, кількість будинків, що перевищує належне (на яке були розраховані трансформаторні підстанції цих селищ), тягнуть за собою постійні просідання напруги. Причому тут спостерігається цілком зрозуміла закономірність від зниженої напруги в основному страждають будинки, що знаходяться в кінці вулиць (максимально віддалені від підстанції), а техніка в будинках, розташованих ближче до підстанції, частіше страждає від перенапруги.

Вплив якості електрики на кінцевих електроспоживачів

Усі вищезгадані чинники негативно впливають на споживачів електроенергії, підключених до загальної мережі. Вони проявляються таким чином: коли в електричній мережі включено мале навантаження, то напруга живлення не виходить за допустимі межі (210-230 В), а зі збільшенням навантаження величина напруги поступово знижується. При цьому вона може досягти небезпечних значень (120-130 В). Саме тому зараз нерідко з трансформаторних підстанцій користувачам подається завищена напруга (близько 250-260 В), тобто робиться свого роду запас, щоб при великому навантаженні рівень вольтажу не знижувався до небезпечних значень, при яких техніка відключається або ще гірше – виходить з ладу. Чим це загрожує? Якщо електрична мережа не сильно навантажена, то напруга в мережі може сильно зашкалювати і досягати небезпечних значень.

Такі коливання напруги можна простежити як протягом дня, так і тижня. Наприклад, у денний час більшість людей на роботі, тому навантаження в мережі мінімальне, а увечері ж навпаки – спостерігається підвищене енергоспоживання, оскільки на цей час припадає пік використання побутової техніки та іншого електрообладнання. Як це впливає на споживачів електроенергії? Однозначно негативно, причому як низька, так і висока напруга. У першому випадку обладнання буде не в змозі працювати в нормальному режимі, тому що не зможе набрати певну температуру (обігрівач, спліт-система), розкрутити до певних оборотів електродвигун (пральна машина), досягти необхідного рівня освітлення (лампи) тощо, друга ситуація ще більш небезпечна, оскільки може призвести до виходу з ладу техніки. А це вже тягне за собою дорогий ремонт чи покупку нового електрообладнання.

Які аспекти електромережі необхідно враховувати під час вибору стабілізатора?

При виборі стабілізатора напруги необхідно враховувати такі аспекти. Ну, по-перше, потрібно визначити чи є у мережі живлення резерв, необхідний на випадок різкого зростання струму, що дозволить забезпечити стабільне функціонування всіх підключених електроприладів. Тобто при просіданні величини напруги на 25% від номінальної величини стабілізатор повинен буде забезпечити подачу електричного струму більшого від номіналу на ті ж 25%. Це в свою чергу може спричинити заміну частини захисного електротехнічного обладнання лінії живлення, особливо автоматичного вимикача, оскільки його розрахунок проводиться саме за величиною максимального струму.

Крім того, необхідно враховувати наявність у мережі трифазних споживачів. Якщо подібні електроприлади є, то вибір потрібно робити серед трифазних стабілізаторів. За відсутності таких і повної впевненості, що в найближчому майбутньому вони не з'являться, цілком підійде варіант із встановленням однофазних приладів на кожну фазу. Не варто забувати, що у разі відсутності напруги навіть в одній фазі трифазний стабілізатор відключить живлення навантаження у всіх фазах, а однофазна модель виконає відключення тільки тих споживачів, які підключені конкретно до цієї фази, а інше обладнання продовжуватиме працювати.

Щоб достовірно визначити якість Вашої електромережі достатньо пару разів на день (бажано вранці і ввечері, оскільки в цей час навантаження може кардинально відрізнятися через кількість підключених електроприладів), а також у робочий і вихідний день зняти показники напруги. Для цих цілей досить звичайного побутового мультиметра, а по можливості краще всього використовувати цифровий прилад, який дозволяє знімати діюче значення напруги (в описі позначається абревіатурою True RMS). Дані вимірювань дозволять дізнатися мінімальний і максимальний поріг коливань напруги живлення, по якому можна вже визначитися з мінімальним діапазоном роботи стабілізатора, що вибирається. Також необхідно пам'ятати, що в зимовий період навантаження на мережу збільшується за рахунок підключення великої кількості опалювальних приладів, а влітку може включатися додаткове охолоджуюче обладнання (кондиціонери, спліт-системи).

Орієнтуючись на чисельне значення розкиду виміряних напруг у мережі, можливо кілька варіантів подальших дій. Перший: якщо цей параметр у кожній із фаз не виходить за межі 205-235 В, то споживач може навіть не відчути подібних коливань (блимання ламп можуть бути непомітні, а в роботі більшості побутової техніки не спостерігатися жодних змін). У такому разі встановлення стабілізатора напруги знадобиться лише за наявності понад точних та чутливих приладів (телекомунікаційної, медичної, теле-, аудіо- та відео апаратури) та інших відповідальних електроспоживачів.

У разі відхилень в одній фазі з трьох, якщо ці коливання мають помірний характер, а їх величина досить стабільна, допускається встановлення стабілізатора лише на цю фазу. Коли ж діапазон коливань напруги живлення становить 195-245 В і вони носять різкий характер, так що аж помітно миготіння освітлювальних приладів, вкрай бажано встановити стабілізатор напруги для всього електрообладнання, ну а при перепадах величини сигналу живлення в межах 195-245 В – покупка подібного обладнання просто дуже необхідна.

Аналіз захищеного електрообладнання

Спочатку потрібно визначитися з електроспоживачами, які вимагають першочергового захисту. Тут є два можливі шляхи: за наявності такої можливості (дозволяє конфігурація мережі) встановити один стабілізатор для захисту всієї наявної техніки, або використовувати стабілізатор напруги для кожного окремого електроприладу (групи однотипних електроприладів). Останній варіант є раціональнішим, оскільки окрему частину не критичних до перепадів електроспоживачів можна залишити без додаткового захисту, але такий підхід вимагає більш відповідального підходу і чіткого розрахунку.

Після того як Ви вже визначилися зі списком обладнання, яке вимагає стабілізації живлення, потрібно розрахувати його сумарну споживану потужність з урахуванням пускових струмів і повної потужності техніки, яка захищається (одиниця вимірювання – ВА). Останній показник складається з двох складових – активної потужності (та, яка витрачається на перетворення електричної енергії в теплову), що вимірюється в Вт, а також реактивної (яка витрачається на перетворення електрики в електромагнітне поле), що вимірюється в ВА. Так, наприклад, все нагрівальне обладнання – бойлери, обігрівачі, праски, електрочайники, нагрівальні тени, лампи розжарювання тощо, мають тільки активну потужність, яка і дорівнює повній. Тобто прилад, розрахований на 300 Вт, матиме повну потужність, яка дорівнює 300 ВА.

Решта електрообладнання характеризується наявністю реактивної складової, яку враховує коефіцієнт потужності cosφ. Саме на нього і необхідно ділити активну потужність Вт для визначення показника повної потужності. Наприклад, є компресор потужністю 1100 Вт, cosφ = 0,6, і тоді повна потужність визначиться як 1100/0,6 = 1833 ВА. Якщо коефіцієнт потужності явно не зазначений у технічній документації на прилад, то для приблизного розрахунку його величину можна прийняти рівною 0,7. Для обладнання, яке має у своєму складі електродвигуни, розрахункову потужність необхідно помножити на 5. Це пов'язано з великими пусковими струмами, що виникають в момент старту даних електроагрегатів.

Після визначення повної потужності техніки, яка захищається, множимо отриману цифру на 1,5 – це коефіцієнт, який враховує знижену напругу, що необхідно для коректної роботи підключеної техніки при сильних просіданнях параметрів сигналу живлення в моменти найбільшої навантаженості електричної мережі. Крім цього, необхідно ще закласти 20-30% запас для того, щоб стабілізатор напруги не працював на межі своїх можливостей, і щоб була можливість в майбутньому трохи наростити навантаження – для цього множимо результат на 1,2 – 1,3.

Також фахівці радять враховувати при розрахунках, що більшість обладнання може бути включено одночасно, що вимагатиме ще більшої потужності від стабілізатора і відповідно він буде дорожчим. У зв'язку з цим намагайтеся не допускати подібних ситуацій, і Ви зможете заощадити на покупці, або ще необхідно робити певний запас на сумарне навантаження.

Ще одним параметром, яким не варто нехтувати, є точність стабілізації. Дані про точність напруги живлення для всіх електроприладів можна дізнатись у технічній документації на відповідне обладнання. У середньому для більшості побутової техніки достатньою є точність стабілізації на рівні 5%, для багатьох точних медичних та інших особливо чутливих приладів величина напруги живлення не повинна відхилятися від норми більш ніж 1%.

Наприкінці хотілося б відзначити, що місце установки стабілізатора напруги повинно точно відповідати вимогам, які регламентуються виробником (йдеться про вологість, температуру та інші параметри мікроклімату). Пам'ятайте, що цей тип обладнання – це найпростіший і найдешевший спосіб захистити Вашу дороговартісну техніку від перепадів, різких стрибків та аварійних ситуацій в електромережі, кількість яких останнім часом з уже неодноразово згаданих причин постійно зростає.