Стрибки напруги в електромережі: що робити, причини, захист

Будь електроприлад має обмеження за параметрами напруги живлення. Виняток становлять хіба що лампи розжарювання: та й то, при перевищенні значення на 25% вони перегорають. Деякі виробники складної побутової техніки передбачають захист по вхідних ланцюгах. Навіть в паспортних даних можна побачити параметри: від 100 до 240 вольт.

Це не означає, що в процесі роботи напругу живлення може скакати від 150 до 230 вольт. Просто блок живлення здатний забезпечити роботу побутового приладу будь-яким входять значенням (в рамках встановленого діапазону) за умови, що воно стабільно.

Однак напруга живлення в електромережі може бути стабільним тільки за умови рівномірної генерації і такого-ж рівномірного споживання. Наприклад, генеруюча система видає потужність 10 кВт, і навантаження відповідає цьому значенню. В реальності споживачі підключаються до мережі досить хаотично, забезпечуючи змінне навантаження.

  • Для кращого розуміння ситуації розберемося з визначеннями. Стрибок напруги, це розмовна форма. Юридично існує поняття «відхилення від норми». Так ось, допустимим вважається відхилення значення напруги не більше 10% в будь-яку сторону, і не більше ніж на 60 секунд. До речі, виробники електроприладів також орієнтуються на цю норму, і закладають подібні відхилення в параметри блоків живлення.

Чому відбуваються скачки напруги в енергетичній мережі

Звернемося до закону Ома (точніше до його наслідків). Потужність споживання обчислюється, як добуток величини сили струму на значення напруги. Якщо генерує пристрій має обмеження по потужності навантаження, то при збільшенні струму споживання, напруга в лінії пропорційно знижується. Аналогічно відбувається зворотний процес: якщо при фіксованій потужності генератора, знижується струм споживання, різко підвищується напруга в мережі.

Інформація: Йдеться про справної лінії електропередач.

Зрозуміло, що генерують електроустановки проектуються таким чином, щоб напруга в мережі автоматично стабілізувався.

Однак на практиці, параметрів стабілізуючих схем часто недостатньо.

Ще одна причина, не пов’язана з несправністю мережі – перекіс фаз. Як правило, всі трансформаторні підстанції працюють за трифазною схемою 380 вольт. Візьмемо, наприклад 90 квартирний багатоповерховий будинок. Харчування приміщень організовується наступним принципом: загальна нейтраль, і по одній фазі 220 вольт на кожні 30 квартир.

Якщо на одній з фаз пропадає навантаження (обрив лінії, спрацював автомат захисту, та інше), на що залишилися вводах автоматично зросте напруга.

Інформація: Існує ще одне відхилення від параметрів, зміна частоти змінного струму (штатно має бути 50 Гц). Але це явище зустрічається рідше.

Причини техногенного характеру

  1. У багатоквартирних будинках, особливо старої споруди, лінії електромережі сильно зношені, перетин може не відповідати нормативам Правил улаштування електроустановок (ПУЕ). Крім того, мають місце факти несанкціонованого ремонту, самостійної заміни проводки, виконаної несертифікованими домашніми «електриками». Контактні групи (клемні колодки) зіпсовані корозією, численними підгоряння точок контакту. Виникають скручування проводів з різних металів, що призводить до електрохімічної корозії.При такому стані проводки, навіть справна і якісна трансформаторна підстанція не в змозі забезпечити стабільні параметри при зміні струму навантаження. Особливо помітні скачки напруги в електромережі в літній період (коли мешканці вмикають кондиціонери), і при настанні темряви.
  2. Трансформаторні підстанції побудовані ще в минулому столітті. В результаті зношеності, обладнання не в змозі протидіяти перевантажень по струму, тому постійно виникають серйозні просадив напруги. Частина таких трансформаторів конструктивно не мають коштів стабілізації.
  3. Нарощування додаткових потужностей споживання на лінійному рівні. Будь-яка підстанція має резерв по потужності. Якщо він не задіяний, то короткочасні перевантаження гасяться запасом по струму, і напруга залишається стабільним. В результаті неконтрольованої забудови, енергетики змушені підключати нові лінії на існуючі мережі, повністю вибираючи резерв. іноді, через корумпованість представників енергетичних компаній, забудовнику вдається навіть перевищити ліміт потребленія.Как наслідок – енергомережі постійно працюють в режимі перевантаження, і найменше збільшення споживаної потужності неминуче призводить до стрибків напруги.
  4. Зростання енергетичного навантаження в масштабах кожної квартири (домоволодіння). Сучасний житель (особливо в міському середовищі) неминуче збільшує кількість використовуваних електроприладів. У кожній кімнаті встановлюється телевізор, в квартирах є комп’ютери, посудомийні машини, мультиварки. Кондиціонер вже давно входить в стандартне оснащення житла. Зрозуміло, кожен персональний введення електромережі обмежений автоматом захисту. Але його максимальний показник по току не розрахований на постійне споживання на межі спрацьовування. Коли в кожній квартирі сила струму близька до порога спрацьовування автомата, мережі відчувають значні перевантаження, і напруга падає.
  5. Обрив або втрата контакту на лінії нейтрали. У цьому випадку напруга не пропадає (як при однофазному підключенні), а різко зростає. Перевищення може скласти кілька сотень вольт: зафіксовані випадки, коли напруга в аварійній мережі досягає 400-500 вольт. Зрозуміло, що при великому навантаженні ці перепади призводять до спрацьовування лінійних засобів захисту. А якщо споживання нижче середнього, виходить з ладу побутова техніка. Можливий навіть пожежа.
  6. Самовільна комутація електромереж на вводі. Деякі недобросовісні мешканці використовують в якості нейтрали, системи водопроводу або опалення, для обходу приладів обліку електроенергії. В цьому випадку виникає розкид лінії фази і нуля. Крім небезпеки дотику до радіаторів опалення, такі мистецтва призводять до стрибків напруги в мережі.
  7. Підключення промислового обладнання до ліній побутового призначення. Досить часто можна спостерігати, як при будівництві домоволодіння, або об’єкта торгівлі (ларька), бригада працює з потужною бетономішалкою або зварювальним трансформатором, живити від звичайного щитка харчування. Зрозуміло, споживання в активному режимі близько 5-10 кВт в одній точці, призводить до просадив напруги на лінії.
  8. Трапляється, що побутова лінія електропередач розташована в безпосередній близькості від високовольтних щогл, або контактного проводу тролейбусного або трамвайного маршруту. В цьому випадку можливий ефект наведеної напруги.
  9. Не можна забувати про природні фактори. Мова йде не тільки про безпосереднє грозовому розряді прямо в лінію електропередач (хоча і таке трапляється).Статика є серйозною проблемою не тільки при проходженні крізь ЛЕП грозового фронту (навіть без блискавок), але і під час так званих суховіїв.

Як боротися зі стрибками напруги

Системні заходи залишимо на піклування енергетикам. У їх прямий обов’язок входить зміст генеруючих і лінійних мереж в належному стані. Завдання споживачів фіксувати аномалії напруги і негайно повідомляти в компанію, якій ви оплачуєте рахунки за електроенергію. Якщо це не допомагає, необхідно скаржитися в органи контролю і домагатися надання якісної послуги.

Від нас (споживачів) залежить правильність експлуатації електроприладів. Зрозуміло, в першу чергу необхідно стежити за станом внутрішніх мереж з «нашої» сторони приладу обліку. Захисні автомати (пробки) повинні бути справні, внутрішня проводка відповідати навантаженні. Якщо у вас розеткова мережа виконана на дроті перерізом 1.5 мм ², не можна використовувати на цій лінії потужні електроприлади.

Як захистити побутову техніку від стрибків напруги

Якщо немає можливості локалізувати скачки напруги в електромережі силами споживача, що робити для збереження майна і здоров’я? Доведеться витратити трохи грошей на закупівлю спеціального обладнання.

  1. Побутові реле контролю напруги (РКН). Один з економних варіантів вирішення проблеми. За допомогою РКН неможливо усунути відхилення від параметрів в мережі. Але ви зможете захистити свою техніку від їх згубного впливу.

    Відразу обмовимося: це не так вже відноситься до основних засобів забезпечення електробезпеки. РКН не замінить УЗО або захисний автомат. Потенційно, прилад вбереже вас від можливої ​​появи в мережі високої напруги або пожежі. Але від короткого замикання або перегріву проводки, треба використовувати профільні пристрою.

    Система працює наступним чином: лінія харчування проходить через контакти реле, які розмикаються по команді контролера. Оператор встановлює «коридор», найчастіше від 200 до 240 вольт. У цьому діапазоні без проблем працюють практично всі побутові електроприлади. Якщо вхідна напруга виходить за рамки «коридору», реле припиняє подачу електроенергії.

    Додатковий параметр установки – час спрацьовування. Це своєрідний компроміс між безпекою та комфортом. Якщо реле буде спрацьовувати при найменшій ознаці відхилення, прилад завдасть більше шкоди, ніж користі. Тому виставляється так званий час затримки. Наприклад, якщо відхилення від значення триває не більше 10 секунд, нічого не відбувається. Те ж саме відноситься до відновлення параметра. Поки прилад не “переконається» в тому, що напруга стабілізувався остаточно, контакти реле будуть розімкнуті.

    Логіка проста: краще на півгодини вимкнути електроприлади, ніж кожні 10-15 хвилин подавати і відключати харчування.

    Переваги: ​​Абсолютна надійність. Навіть якщо напруга несподіваним чином підскочить до 1000 вольт, згорить (фізично) тільки РКН. Решта прилади будуть цілі. Є можливість налаштування, постійний контроль напруги візуально (в кожному реле є цифрове табло). Низька вартість.

    Недоліки: Ступінчастість спрацьовування, немає можливості виправити параметри харчування мережі. Ні стабілізації: при затяжному просадив (або перевищенні) напруги, доведеться приймати рішення: або сидіти без світла, або мучити електроприлади неякісним напругою в мережі.

    Проте цей пристрій відноситься до найпопулярніших засобів захисту від стрибків. Вони зручно вбудовуються в щитки харчування, маючи стандартний DIN формат.

  2. стабілізатори напруги. Це принципово інший підхід до вирішення проблеми. Власне, ці прилади не відносяться до засобів захисту від стрибків (у звичному розумінні). Стабілізатор просто не допускає розбіжності параметрів напруги на виході, тому і захист не потрібно. По суті, це персональна трансформаторна підстанція, розташована на території споживача.Принцип роботи досить простий. Є схема перетворення напруги. Це може бути імпульсний блок живлення, або класичний трансформатор. Є задане значення вихідної напруги. Для підтримки параметрів, необхідно плаваюче підключення до вторинної обмотці. Власне, відбувається перемикання між витками. Тому, так само як у РКН, у стабілізатора теж є межа спрацьовування. Наприклад, не можна зробити 220 вольт з 150. Так само, як і неможливо погасити стрибок напруги силами трансформатора, якщо на вході 380 вольт.Как працює система, на прикладі класичного трансформатора: Всі пам’ятають ЛАТР (лабраторний трансформатор). Він конструктивно являв собою тороид, де по вторинній обмотці переміщався повзунок для плавного регулювання напруги.Контроль здійснювався вручну, за допомогою стрілочного вольтметра. Коли у вечірній час напруга падало, можна було підкрутити повзунок, і виставити нормальне значеніе.Современние стабілізатори працюють за таким же принципом, тільки перемикання між обмотками відбувається за допомогою блоку управління. Трансформаторні схеми працюють з реле, або тиристорами (у другому випадку не чутний брязкіт контактів) Схеми з імпульсним блоком живлення регулюють напругу за допомогою ШІМ контролера. Це більш гнучка система, але і вартість істотно вище (а надійність навпаки, гірше трансформаторних рішень).

    Переваги: ​​Ви не відключаєте техніку для захисту від стрибків напруги, а підтримуєте його в межах допуску. Це дає можливість нормально користуватися електроенергією при затяжних відхиленнях.

    Недоліки: В першу чергу висока вартість. Ціна стабілізатора для квартири порівнянна з великим плазмовим телевізором. Ще одна проблема – інерційність (за винятком ШІМ контролерів). Захист від імпульсних стрибків відсутній. Після виходу з параметра, напруга відновиться лише через кілька секунд.

  3. Блок безперервного живлення. При відповідної потужності, це ідеальний захист від кидків напруги. Харчування здійснюється від акумуляторних батарей, які працюють в режимі буферної підзарядки. Тобто, поки параметри мережі в нормі, обладнання харчується безпосередньо. Як тільки значення вийшло за межі норми, миттєво включається перетворювач на 220 вольт, електроприлади «не помічають» просада.Секрет в наявності достатньої ємності батарей, щоб взяти на себе навантаження.Звідси перший, і головний недолік: висока вартість. Для підтримки правильних параметрів мережі на виході, потрібно хороший запас АКБ. Інакше їх вистачить лише на кілька мінут.Преімущества очевидні: у вас повністю автономне живлення (в сенсі повного захисту від зовнішніх проблем), але з обмеженим терміном дії. Тому при регулярному просадив напруги, слід подумати про інше способе.Техніческі комплекс являє собою перетворювач напруги з чистим синусом, блок управління (контроль за вхідною напругою), і комплект батарей. Перетворювач одночасно є зарядним пристроєм (коли напруга в мережі є).

Ссылка на основную публикацию