Потребление мощности при пониженном напряжении

Как считает счётчик при пониженном напряжении сети?

На подсчет затраченной электроэнергии может влиять ряд факторов, один из них – напряжение в сети.

Чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо сразу обозначить разницу между устаревшими дисковыми и цифровыми электросчетчиками, поскольку они имеют разную конструкцию и принцип работы.

Дисковые электросчетчики

В основе работы данного типа счетчиков лежит учет количества протекающего тока. При этом мощность, затраченная энергопотребителями, не меняется. В случае пониженного потребления недостающая мощность восполняется повышением тока.

В конструкции дискового счетчика присутствуют 2 катушки. Одна их них подключается последовательно, и при увеличении тока магнитное поле вокруг данной катушки возрастает. Другая катушка – потенциальная – развернута на 90° к первой катушке. Ее поле определяется текущим сетевым напряжением. При уменьшении напряжения уменьшается и индуктивность. Обе катушки располагаются рядом с диском, который крутится из-за разности в индуктивности катушек.

Такая конструкция обладает рядом значительных недостатков, которые ведут к неточностям в измерениях. На них могут оказывать влияние качество проволоки в катушках, балансный вес диска, приводы от диска к основному механизму. Все это может сказываться на точности измерений.

Цифровые электросчетчики

Главным преимуществом цифровых счетчиков перед дисковыми является то, что они учитывают не только ток, который проходит через них, но и напряжение в сети. При этом диапазон напряжений довольно обширный – от 110 до 260 В. Кроме того, в паспорте электросчетчика может быть указан процент погрешностей при пониженных напряжениях. Если такая информация отсутствует, значит, счетчик ведет учет без погрешностей.

При этом стоит помнить, что погрешности в подсчете электроэнергии могут возникать из-за значительного повышения или понижения температуры окружающей среды. Некоторые цифровые счетчики, установленные на улице, имеют погрешности в измерениях зимой или жарким летом. Это зависит от схемотехники.

Рекомендуем использовать цифровые электросчетчики, чтобы избежать неточностей в измерении.

Источник

Растёт ли расход электроэнергии при повышенном и пониженном напряжении

Сегодня норма напряжения в домашней электросети изменилась и составляет 230 Вольт, (± 10%). Однако не всегда можно встретить идеально чёткие параметры напряжения, очень часто оно либо завышено, либо же наоборот, сильно занижено.

При этом от того, каким будет напряжение в электросети, всецело зависит работа электроприборов. Если будет сильно низкое напряжение, ниже 180 Вольт, то некоторые электроприборы в доме откажутся нормально работать.

Например, то же водонагреватель будет сутки греть воду, а электроплита очень долго разогревать пищу. Однако и повышенное напряжение, свыше 250 Вольт, не есть хорошо. Всё дело в том, что с повышением напряжения растёт и ток потребления, поэтому будет повышенный расход электроэнергии.

Растёт ли расход электроэнергии при повышенном и пониженном напряжении

Интересный факт — при повышении напряжения, растёт и электропотребление приборов. Всего лишь стоит напряжению прыгнуть на 10% выше нормального значения, и вот, электропотребление приборов вырастает на 1%. При постоянном напряжении в сети 255 Вольт и выше, получается более 5% перерасхода электроэнергии.

При всем этом стоит понимать, что электроэнергия ведь никуда не девается при повышенном напряжении. Просто лампочки будут гореть ярче, да и электроплита греть станет сильней. Соответственно, время приготовления еды сократиться, да и только.

Совсем по-другому обстоят дела с работой электроприборов. Срок их службы при повышенном напряжении, свыше 250 Вольт, существенно сокращается. О том, что делать, если в доме высокое напряжение, читайте в прошлой статье строительного журнала samastroyka.ru.

Что делать, если низкое напряжение в сети

Не менее актуальной оказывается проблема и с низким напряжением в сети. Очень часто жильцам частного сектора приходится сталкиваться с напряжением ниже 180 Вольт, особенно в зимний период года, когда у многих работает электроотопление.

Научно доказано, что сильно низкое напряжение не меньше вредит электроприборам, чем высокое. Также, можно сказать и об увеличении электропотребления при низком напряжении, если водонагреватель на 100 литров будет греть воду не 3-4 часа, как положено, а целые сутки.

Во многом справиться с высоким и низким напряжением могут стабилизаторы. Однако нужно понимать, что не каждый стабилизатор способен работать в «экстремальных» условиях. Речь идёт о напряжении ниже 140 Вольт и выше 270. Большинство автоматических стабилизаторов напряжения просто не могут функционировать дальше, когда напряжение в сети выйдет за вышеуказанные значения.

Также не стоит забывать и о том, что при напряжении ниже 180 Вольт, стабилизатор никак не сможет выдать полную мощность, на которую он рассчитан. Например, стабилизатор на 5 кВт, при слишком низком напряжении, выдаст всего лишь половину своей мощности, то есть, примерно 2-2,5 кВт. И это очень важно учитывать при выборе стабилизатора напряжения в дом.

Источник

Влияние отклонений напряжения на работу электроприемников

Значительное влияние напряжения сети на работу электроприемников заставляет уделять большое внимание поддержанию напряжения на зажимах потребителей, близкого к номинальному напряжению. Подводимое к потребителям напряжение является одним из качественных показателей электроэнергии.

Изменения напряжения в сети можно классифицировать следующим образом:

1. Медленно протекающие изменения напряжения, которые обычно и бывают при работе сети. Эти изменения называются отклонениями напряжения . Отклонения напряжения определяются как разность действительного напряжения на зажимах электроприемников и номинального напряжения. Отклонения напряжения могут быть отрицательными и положительными величинами. Первым соответствуют понижения напряжения по отношению к номинальному, вторым — повышения напряжения .

Отклонения напряжения в электрических сетях обусловливаются изменениями нагрузок сети, режимов работы электростанций и т. д.

2. Быстро протекающие изменения напряжения вследствие аварий в электрических системах и других причин. В качестве примеров можно указать на короткие замыкания, качание машин, включение и отключение одного из элементов установки и т. п. Быстро протекающие изменения называются колебаниями напряжения .

Все приемники электрической энергии конструируются для работы при определенном номинальным напряжении. Отклонения напряжения от номинального на их зажимах ведет к ухудшению работы электроприемников.

Изменение основных характеристик ламп накаливания в зависимости от напряжения на их зажимах дано на рис. 1.

Рис. 1. Характеристики ламп накаливания: 1 — световой поток, 2 — светоотдача, 3 — срок службы (цифры на ординате для кривых 1 и 2).

Приведенные кривые показывают большое влияние напряжения на работу ламп накаливания. Например, снижению напряжения на 5% соответствует уменьшение светового потока на 18%, а понижение напряжения на 10% вызывает снижение светового потока лампы более чем на 30%.

Снижение светового потока ламп приводит к уменьшению освещенности рабочего места, в результате чего уменьшается производительность труда и ухудшаются качественные показатели.

Плохое освещение рабочих мест, проходов, улиц и т. д. увеличивает количество несчастных случаев с людьми. Понижение напряжения ухудшает к. п. д. ламп накаливания. Снижение напряжения на 10% уменьшает световую отдачу лампы (лм/м/вт) на 20%.

Повышение напряжения сети приводит к увеличению к. п. д. ламп. Но повышение напряжения влечет за собой резкое уменьшение срока службы ламп. При повышении напряжения на 5% срок службы ламп накаливания уменьшается вдвое, а при повышении на 10% — более чем в 3 раза.

Люминесцентные лампы менее чувствительны к отклонениям напряжения сети. Отклонения напряжения на 1 % в среднем вызывают изменение светового потока лампы на 1,25%.

У бытовых нагревательных приборов (плитки, утюги и т. п.) нагревательные элементы состоят из активных сопротивлений. Мощность, отдаваемая ими в зависимости от напряжения сети, выражается уравнением

P = I 2 R = U 2 /R

показывающим, что снижение напряжения сети вызывает резкое уменьшение мощности, отдаваемой нагревательным прибором. Последнее приводит к значительному увеличению времени работы прибора и перерасходу электроэнергии на приготовление пищи и т. д.

Характеристики всех других бытовых электроприборов также зависят от подведенного напряжения. При изменениях напряжения на зажимах электродвигателей изменяются вращающий момент, потребляемая мощность и срок службы изоляции обмоток.

Вращающие моменты асинхронных электродвигателей пропорциональны квадрату приложенного к их зажимам напряжения. Если момент двигателя при номинальном напряжении принять за 100%, то при напряжении 90%, например, вращающий момент составит 81%. Сильное снижение напряжения может даже привести к остановке электродвигателей или невозможности пустить электродвигатель, приводящий в движение машину с тяжелыми условиями пуска (подъемники, дробилки, мельницы и т. д.). Недостаточные (вращающие моменты электродвигателей могут явиться причиной брака продукции, порчи полуфабриката и т. п.

Зависимости изменения потребляемой электродвигателями мощности от напряжения при стационарном режиме работы системы называются статическими характеристиками электрической нагрузки потребителей .

При понижении напряжения активная мощность, потребляемая электродвигателем, уменьшается вследствие уменьшения вращающего момента и связанного с этим увеличения скольжения.

Увеличение скольжения вызывает возрастание потерь активной мощности в двигателе. При увеличении напряжения скольжение уменьшается и потребная для привода механизма мощность увеличивается. Потери активной мощности в электродвигателе уменьшаются.

Анализ показывает, что активная нагрузка от электродвигателей при изменениях напряжения, соответствующих нормальным режимам работы системы, меняется незначительно и потому может приниматься постоянной.

Изменение реактивной нагрузки электродвигателей от напряжения зависят от соотношения реактивной мощности намагничивания и реактивной мощности рассеяния двигателей. Реактивная мощность намагничивания изменяется примерно пропорционально четвертой степени напряжения. Реактивная мощность рассеяния, зависящая от тока электродвигателей, изменяется обратно пропорционально примерно второй степени напряжения.

При снижениях напряжения против номинального (до некоторой величины) реактивная нагрузка электродвигателей всегда снижается. Объясняется это тем, что реактивная мощность намагничивания, составляющая до 70% всей реактивной мощности, потребляемой электродвигателем, снижается быстрее, чем увеличивается реактивная мощность рассеяния.

Зависимости потребления реактивной мощности от напряжения сети для некоторых потребителей приведены на рис. 2. Эти кривые — статические характеристики электрических нагрузок потребителей в целом, т. е. с учетом влияния на них трансформаторов, освещения и т. д.

Рис. 2. Статические характеристики электрических нагрузок: 1 — бумажный комбинат, cos φ = 0,92, 2 — металлообрабатывающий завод, cos φ = 0,93, 3 — текстильная фабрика, cos φ = 0,77.

Кривая 1 бумажного комбината идет очень круто. Чем меньше загрузка двигателей и чем выше коэффициент мощности их при номинальном напряжении, тем круче идет кривая зависимости потребляемой реактивной мощности от напряжения сети. Длительное снижение напряжения на 10% на зажимах электродвигателей при полной их загрузке приводит вследствие более высокой температуры обмоток к износу изоляции двигателей примерно вдвое скорее, чем при номинальном напряжении.

Источник