Способи боротьби із втратами в лінії 0.4кВ

Причини втрат електроенергії у повітряних лініях та способи боротьби з ними, на основі практичного досвіду.

Ймовірно, кожен, хто має будинок у селі, живе у приватному секторі, у місті чи будує свій будинок, згодом зіткнеться із проблемою нестабільності електромережі. Це виявляється у різких стрибках напруги, проблемах захисту електроприладів при грозах, тривалих періодах сильно завищеної чи сильно заниженої напруги в електромережі.

Багато з цих проблем пов’язані з особливостями повітряних електричних ліній, інші з невиконанням елементарних правил прокладання ліній та їх обслуговування. На жаль, у нашій країні все більше впроваджується в життя гасло: «Порятунок потопаючих – справа рук самих потопаючих». Тому спробуємо розглянути ці проблеми та способи їх вирішення докладніше.

Оцінка втрат у лінії конкретному прикладі.

Активний опір лінії R=(ρ*L)/ S, де ρ — питомий опір матеріалу дроту, L- його довжина, S – поперечний переріз. Для міді питомий опір становить 0,017, а алюмінію 0,028 Ом*мм2/м. Мідь має майже вдвічі менші втрати, але вона набагато важча і дорожча за алюміній, тому для повітряних ліній зазвичай вибирають алюмінієві дроти.

Таким чином, опір одного метра алюмінієвого дроту, перетином 16 квадратних міліметрів, становитиме (0.028 х 1)/16=0.0018 Ом. Подивимося, якими будуть втрати в лінії завдовжки 500 м, за потужності навантаження 5 кВт. Оскільки струм тече по двох дротах, то довжину лінії подвоює, тобто. 1000м.

Сила струму при потужності 5 кВт складе: 5000/220=22.7 А. Падіння напруги в лінії U=1000х0.0018х22.7=41 В. Напруга на навантаженні 220-41=179 В. Це менше допустимих 15% зниження напруги. При максимальному струмі 63 А, який розрахований цей провід ( 14 кВт), тобто. коли свої навантаження включать найближчі сусіди, U=1000х0.0018х63=113!

Способи боротьби із втратами.

Перший найпростіший спосіб боротьби із втратами.

Перший спосіб заснований на зниженні опору нульового дроту. Як відомо струм тече по двох проводах: нульовому та фазному. Якщо збільшення перерізу фазного дроту досить затратне (вартість міді або алюмінію плюс роботи з демонтажу та монтажу), то опір нульового дроту можна зменшити досить просто та дуже дешево.

Цей спосіб використовувався з моменту прокладання перших ліній електропередач. Полягає він у повторному заземленні нульового дроту на кожному стовпі електролінії або (і) на кожному навантаженні. У цьому випадку паралельно опору нульового дроту підключається опір землі між нулем трансформатора підстанції та нулем споживача.

Якщо заземлення зроблено правильно, тобто. його опір менше 8 Ом для однофазної мережі, і менше 4 Ом для трифазної, вдається істотно (до 50%) знизити втрати в лінії.

Другий найпростіший спосіб боротьби із втратами.

Другий найпростіший спосіб також ґрунтується на зниженні опору. Тільки в цьому випадку необхідно перевіряти обидва дроти — нуль і фазу. У процесі експлуатації повітряних ліній через обрив проводів утворюється місця локального підвищення опору – скручування, зростки тощо. У процесі роботи у цих місцях відбувається локальний розігрів та подальша деградація дроту, що загрожує розривом.

Такі місця видно вночі через іскріння та свічення. Необхідно періодично візуально перевіряти електролінію та замінювати особливо погані її відрізки або лінію цілком.

Для ремонту найкраще застосувати самонесучі алюмінієві ізольовані кабелі СІП. Вони називаються самонесучими, т.к. не вимагають сталевого троса для підвіски та не рвуться під вагою снігу та льоду. Такі кабелі довговічні (термін експлуатації понад 25 років), є спеціальні аксесуари для легкого та зручного кріплення їх до стовпів та будівель.

Третій спосіб боротьби із втратами.

Зрозуміло, що третім способом є заміна повітряної лінії, що відслужила, на нову.

У продажу є кабелі типів СІП-2А, СІП-3, СІП-4. Перетин кабелю вибирають не менше 16 квадратних міліметрів, він може пропускати струм до 63 А, що відповідає потужності 14 кВт при однофазній мережі та 42 кВт при трифазній. Кабель має двошарову ізоляцію та покритий спеціальним пластиком, що захищає ізоляцію проводів від ультрафіолету.

Четвертий спосіб боротьби із втратами.

Цей спосіб заснований на застосуванні спеціальних стабілізаторів напруги на вході до будинку чи іншого об’єкта. Такі стабілізатори бувають як однофазного, і трифазного типу. Вони забезпечують стабілізацію напруги на виході в межах +-5%, при зміні напруги на вході +-30%. Їх потужний ряд може бути від сотень Вт до сотень кВт. Зазначимо однак, що через перекос фаз і втрат в електролінії, напруга на вході стабілізатора може падати нижче 150 В, або підвищуватися до 275 В. У цьому випадку, спрацьовує вбудований захист по напрузі, і вам нічого не залишається, як знизити свої потреби в електроенергії або застосовувати спеціальні стабілізатори фаз, які зменшують розмах напруг між фазами до прийнятних.

П’ятий спосіб компенсації втрат електроенергії.

Це спосіб використання пристроїв компенсації реактивної потужності. Якщо навантаження індуктивне, наприклад різні електромотори, то це конденсатори, якщо ємнісне, то це спеціальні індуктивності.

Шостий спосіб боротьби із втратами.

Цей спосіб зниження втрат з допомогою використання трифазного підключення. При такому підключенні знижуються струми по кожній фазі, а отже втрати лінії. І можна поступово розподілити навантаження. Це один із найпростіших і найефективніших способів.

Висновки.

Якщо ви хочете знизити втрати електроенергії, спочатку зробіть аудит ваших електромереж. Якщо ви самі не можете це зробити, то зараз багато організацій готові допомогти вам за ваші гроші. Сподіваюся, що поради, наведені вище, допоможуть усвідомити з чого почати і чого прагнути.

 

Падіння напруги (В) при різному перерізі мідного дроту (верхній рядок) та струму (лівий стовпець).
Довжина = 1 метр.

S,мм² I,A	1	1,5	2,5	4	6	10	16	25
1	0,0175	0,0117	0,0070	0,0044	0,0029	0,0018	0,0011	0,0007
2	0,0350	0,0233	0,0140	0,0088	0,0058	0,0035	0,0022	0,0014
3	0,0525	0,0350	0,0210	0,0131	0,0088	0,0053	0,0033	0,0021
4	0,0700	0,0467	0,0280	0,0175	0,0117	0,0070	0,0044	0,0028
5	0,0875	0,0583	0,0350	0,0219	0,0146	0,0088	0,0055	0,0035
6	0,1050	0,0700	0,0420	0,0263	0,0175	0,0105	0,0066	0,0042
7	0,1225	0,0817	0,0490	0,0306	0,0204	0,0123	0,0077	0,0049
8	0,1400	0,0933	0,0560	0,0350	0,0233	0,0140	0,0088	0,0056
9	0,1575	0,1050	0,0630	0,0394	0,0263	0,0158	0,0098	0,0063
10	0,1750	0,1167	0,0700	0,0438	0,0292	0,0175	0,0109	0,0070
15	0,2625	0,1750	0,1050	0,0656	0,0438	0,0263	0,0164	0,0105
20	0,3500	0,2333	0,1400	0,0875	0,0583	0,0350	0,0219	0,0140
25	0,4375	0,2917	0,1750	0,1094	0,0729	0,0438	0,0273	0,0175
30	0,5250	0,3500	0,2100	0,1313	0,0875	0,0525	0,0328	0,0210
35	0,6125	0,4083	0,2450	0,1531	0,1021	0,0613	0,0383	0,0245
50	0,8750	0,5833	0,3500	0,2188	0,1458	0,0875	0,0547	0,0350
100	1,7500	1,1667	0,7000	0,4375	0,2917	0,1750	0,1094	0,0700