Сучасні проблеми з енергозабезпеченням

Сьогодні ми лише трохи освітлимо питання енергозабезпечення, що загострюються із року в рік. Почнемо з того, що електропостачання визначається двома факторами - якістю електроенергії та її надійністю. Навіть найкращі системи виробництва електроенергії і її розподілу не можуть бути повністю надійними джерелами високоякісного електроживлення. Вироблювана електроенергія проходить довгий шлях від електростанції до кінцевого споживача, і чим далі від джерела, тим більший  ризик виникнення проблем з якістю і надійністю електропостачання. Статистика говорить, що сьогодні зниження напруги від номінального рівня в межах 15% в міських мережах – це вже норма, а сільські електричні мережі давно зашкалюють навіть за цей показник.

Причинами неякісного електропостачання можуть бути:

• перевантаженість лінії електропередачі;
• коротке замикання або удари блискавки;
• наявність в лінії працюючих промислових і побутових електроприладів з великим імпульсним енергоспоживанням: зварювальні апарати, нагрівачі, електродвигуни, тощо;
• неякісна електропроводка в будівлі;
• вихід з ладу устаткування електропідстанцій або його несправність;
• обрив лінії електропередачі та інше.

Внаслідок перерахованих вище причин неякісного електропостачання можуть виникати суттєві зміни параметрів мережевої напруги, такі  як імпульсні сплески, короткочасні та довготривалої підвищення напруги у разі вимкнення потужних пристроїв або при перемиканні мережевих вимикачів, а також пониження напруги у випадку різкого зменшення навантаження, ударах блискавки, або недостатній потужності електричних мереж. Також мають 

місце такі негативні явища, як спотворення форми вихідної напруги, коливання частоти, поява шумів та електромагнітних наведень, і найгірший варіант – це звісно повна відсутність напруги в мережі.

На сьогодні вже всім відомі ситуації коли зникає напруга і Ви опиняєтесь у суцільній темряві, не працюють холодильники, кондиціонери, комп’ютери, відсутня подача води, якщо у Вас власне водопостачання зі скважини, відсутнє тепло, за умов встановленої системи індивідуального опалення, та багатого інших приладів перестають працювати. Для того, щоб вищевказані явища не здавалися якимись віддаленими речами, або малоймовірними або рідко виникаючими проблемами, в якості прикладу можна навести лише деякі з подібних ситуацій, що мали місце в недавній час на території Києва. Так, наприклад, в минулому місяці  частина Оболонського району столиці лишилася без світла через перебої з електропостачанням. У будинках з непарними номерами від станції метро "Оболонь" до станції "Мінська" на початку дев'ятого вечора відключилася електрика. У жителів решти будинків району виникли проблеми з доступом до інтернету. 

На те, щоб повністю відновити електропостачання знадобився тривалий час. Як заявила енергозабезпечуюча компанія, перебої відбулися через аварію на високовольтній лінії (інформаційне джерело https://www.segodnya.ua/regions/kiev/V-Kieve-polovinu-Oboloni-otklyuchili-ot-elektrichestva.html).

Ще більш масове відключення електрики сталося в минулому році в самому центрі української столиці. Як повідомили в компанії «Київенерго», знеструмлено було більше 60 житлових будинків і близько десяти адміністративних будівель, зокрема, Національний банк, парламент України, Маріїнський палац і стадіон ім. Валерія Лобановського, на якому в цей час проводився футбольний матч. За попередніми даними, причиною НП стало пошкодження в електромережах. Електропостачання відновлювали до наступного ранку(з посиланням на https://www.vesti.ru/doc.html?id=451616).

Інший не менш небезпечний та неприємний випадок – це збої в роботі електромережі, що спричиняють вихід з ладу дорогого обладнання. Таких прикладів в повсякденному житті також більш ніж достатньо. Так в березні минулого року в Києві через стрибок напруги в електромережі (напруга сягнула позначки в 400 В замість покладених 220) у жителів вулиці Шепелєва, що на Відрадному, згоріла вся техніка, яка була підключена до електромережі, а в деяких квартирах навіть загорілася проводка. Повідомляється, що збитки киян сягають сотень тисяч гривень. Також наголошується, що за три години до того, що сталося служби ЖЕКу і столичної енергокомпанії «Київенерго» отримали попередження про можливі скачках напруги, проте які-небудь заходи не були вжиті (https://korrespondent.net/video/ukraine/1195640-v-kieve-iz-za-perepadov-napryazheniya-v-neskolkih-domah-sgorela-vsya-tehnika).

Отож, ми маємо дві різні ситуації, але необхідно розглядати їх разом, адже це проблеми що вимагають комплексного, а головне кваліфікованого, підходу. Яким чином можна себеубезпечити від подібних негараздів? Далі розглянемо способи захисту від таких неприємних несподіванок. Перш за все розглянемо вирішення проблем нестабільної напруги. Напруга в електромережі на вході Вашого будинку залежить від багатьох факторів, на які Ви впливати не можете. Це і недостатня напруга на виході з трансформаторної підстанції, і велика кількість споживачів на лінії, і, особливо неприємний випадок, це зварювальні роботи на лінії, під час яких, напруга швидко змінюється. Вирішенням даної проблеми є придбання стабілізаторів напруги – приладів, що забезпечують напругу 220 В з невеликим відхиленням.

По суті, якщо напруга мережі виходить за рамки 195-245 В, то система електропостачання повинна бути обов'язково обладнана стабілізатором напруги, потужність якого підбирається узгоджено зі споживаною потужністю підключених приладів. Однак навіть при регламентованих коливаннях мережевої напруги багато приладів не здатні витримувати тривалі піки стрибків. Тому оптимальним виходом з ситуації, що склалася експерти визнають установку локально використовуваних стабілізаторів напруги для найбільш чутливих до змін приладів (телевізори, комп'ютери, аудіотехніка і т.п.).

Існує багато варіантів таких приладів як за потужністю, від конкретного приладу до всього будинку, так і за конструктивними особливостями, по типу робочого елементу: релейні, сервоприводні, симісторні; по способу установки: навісні, та для установки на підлогу.

Сервоприводністабілізатори мережевої напруги (електромеханічного типу) корегують вихідні параметри за допомогою трансформатора та електродвигуна, щодозволяє безперервно і плавно регулювати вихідну напругу без спотворення синусоїдальної форми. Вони є найбільш придатними для побутової мережі. Такі прилади можуть забезпечити високу точність вихідної напруги при низькій собівартості. Їх недоліки – це постійний шум працюючого електродвигуна, що відслідковує коливання напруги на 2-3 В (яке в наших мережах - постійне явище), зношування механічних частин, а також низька швидкість регулювання через інерційність двигуна. Виходячи з цього подібні стабілізатори не рекомендується застосовувати в мережах з різкими стрибками напруги, а бажано в мережах з постійно зниженою, або підвищеною напругою.

Принцип стабілізації симісторних стабілізаторів електричної напруги полягає в автоматичному перемиканні обмоток автотрансформатора за допомогою силових електронних ключів - симісторів. За цим принципом виготовляється велика частина якісних українських стабілізаторів, бо вони довговічні, точні, швидкі, безшумні, але при цьому мають високу вартість. Такі прилади можна охарактеризувати, як одні з найдорожчих стабілізаторів, ціна яких цілком себе виправдовує за рахунок функціоналу та технічних показників.

Функціонування релейних стабілізаторів подібно до принципу дії симісторних  моделей –  перемикання додаткових обмоток теж здійснюється за допомогою силових ключів, але в цьому випадку їх роль виконують реле. Релейні стабілізатор – найдешевші, та мають дуже велику швидкість реакції, але при цьому слід відзначити певні проблеми з точністю стабілізації та механічним зносом у зазначених приладів.Якщо врахувати все вищесказане, можна зробити висновок, що стабілізатори напруги релейного типу не підійдуть для захисту обладнання, що вимагає дуже точної стабілізації (медичне обладнання, телекомунікації і т.д.). Також не рекомендуємо застосовувати їх для стабілізації електроприладів з вбудованими електромоторами - холодильники, кондиціонери, насоси і т.д. (хоча це стосується тільки найдешевших моделей). Їх основна сфера застосування – це домашнє обладнання, яке не вимагає особливо якісної напруги.

Що стосується варіацій за способом установки то тут  головною різницею між моделями є особливості виконання корпусу стабілізатора напруги. Настінні моделі трохи дорожче підлогових, за рахунок використання компактного корпусу. Вони будуть більш доречними там, де обмежено місце для їх установки. Якщо місце для монтажу Вас не лімітує, можна зупинитися на підлоговій моделі. Отож якщо Ви не хочете, щоб дроти плуталися під ногами, то краще обирати настінний стабілізатор напруги, тим паче, що такі моделі можуть працювати в будь-якому положенні.

Тепер розглянемо ситуацію коли напруга зникає зовсім. Для усунення подібних негараздів необхідно використовувати електростанцію (а для найбільш важливого та критичного обладнання бажано ще й з блоком автоматики). У разі повного зникнення напруги в мережі блок автоматики видасть команду на запуск електростанції, яка і подасть резервне електроживлення. Як тільки знову з'явиться мережеве напруга, блок автоматики перемкне навантаження на живлення від мережі і вимкне електростанцію. Автономність роботи генератора при відсутності зовнішньої напруги обмежена тільки кількістю палива на об'єкті, а блок автоматики забезпечує первинні і повторні включення, а також відключення при появі зовнішнього напруги. Електростанція виручить вас і в тому випадку, якщо введення комунальної напруги в будинок обмежено по потужності.

Основним критерієм вибору генератора є вид паливної системи. Існують пристрої з бензиновою, дизельною та газовою паливною системами. Дизельні генератори - більш поширений вид силових установок. Їх випускають з широким діапазоном потужностей: від декількох кВт до кількох МВт, і використовують в найрізноманітніших галузях, забезпечуючи електроенергією як великі промислові підприємства, так і житлові приміщення. Вони можуть виступати як в якості серйозних резервних джерел живлення, так і в ролі повноцінних основних електростанцій.Споживачі цінують такі електростанції за підвищений моторесурс, менший рівень споживання палива і здатність легко переносити тривалі та інтенсивні режими роботи. До того ж подібні агрегати мають більший термін експлуатації: моторесурс їх двигунів вище, ніж у бензинових, а також вони менше схильні до зносу за рахунок того, що працюють на невеликих обертах. Недоліки: вищий рівень шуму, більше вихлопів, менша економічність в обслуговуванні. Дизель-генератори найчастіше вибирають ті, кому необхідний надійний резервне джерело живлення в магазині, офісі або на виробництві.

Бензинові міні-електростанції сконструйовані для використання в побутових умовах. Їх вартість (якщо порівнювати з аналогічними моделями дизельних генераторів) приблизно в півтора рази менше. Серед переваг - менші вібрації, низький рівень шумності, порівняно невелика вага. Бензиновий генератор легше запустити вручну, якщо підсів акумулятор автозапуску. Крім того, такі прибори не мають проблем із запуском при низьких температурах- температура замерзання нижче -60°С, у той час як стандартне дизпаливо може замерзнути при -5°С. Слабкими сторонами бензинових генераторів є короткостроковість безперервного використання та висока витрата палива. Вони більше підходять як тимчасовий джерело електроенергії для виконання дрібних побутових потреб в тих місцях, де відсутня централізована проводка. Сааме тому бензинові міні-електростанції переважно використовувати в якості резервного джерела живлення для приватного будинку або дачі - щоб можна було насолоджуватися звуками природи, а не рокотом генераторного двигуна.

Генератори, що працюють на газу підключаються прямо до магістрального трубопроводу; термін їх експлуатації вище, ніж у генераторів на інших видах палива. До того ж, використання газових генераторів є більш економічним, враховуючи вартість використовуваного палива. І, мабуть, найголовніше це те, що газові генератори – найбільш екологічний вид електростанцій, оскільки в процесі їх експлуатації в камері згоряння утворюється найменша кількість нагару в порівнянні з бензиновими і дизельними аналогами. Генератори електростанції газові без проблем працюють в широкому температурному діапазоні, тому їх можна експлуатувати як в приміщенні, так і поза такого - головне влаштувати навіс, щоб на техніку не потрапляли опади. Відмінною особливістю функціонування газових генераторів також є низький рівень шуму, що дуже важливо при установці устаткування для приватного будинку.

Враховуючи все вище перераховане, можна з упевненістю сказати, що вибір газового генератора для дому – це оптимальне рішення для автономного, економного, ергономічного й екологічного забезпечення електроенергією. В умовах теперішнього світу люди стали залежними від комфорту, що створюють прилади навколо нас. Ми вже не можемо уявити себе без таких звичайних речей як холодильник, світло ввечері, телевізор, та інших побутових приладів. Тому не треба зволікати, доки одного дня Ваша техніка несподівано вийде з ладу через причини, які не залежать від Вас самих.

На останок лишається додати, що вибір і установку генераторів краще довірити фахівцям, оскільки вони точно зможуть розрахувати необхідну потужність і порекомендувати потрібну вам модель з урахуванням всіх особливостей. Особливо складною та специфічною задачею є монтаж і підключення електростанції, де помилка або недбалість може обійтися досить дорого. Краще, щоб монтаж забезпечувала організація, яка продає обладнання. Інакше, як правило, потім буде важко шукати винних, адже найкраще устаткування можна угробити непрофесійним монтажем. Для виконання таких робіт, рекомендується запрошувати фахівців, які правильно встановлять обладнання та підключать його, а згодом у разі відмови або поломки генератора ця організація буде нести повні гарантійні зобов'язання.