0 4 квт сколько вольт расшифровка. Что такое кВА, кВт, кВАр, Cos(ф)? квт это сколько вольт

В данной статье мы рассмотрим что же такое кВА, кВт, кВАр? Что каждая величина обозначает и в чем физический смысл данных величин.
Что такое кВА? кВА - самое загадочное слово для потребителя электроэнергии, равно как и самое важное. Если быть точным, то следует отбросить приставку кило- (10 3) и получим исходную величину (единицу измерения) ВА, (VA), Вольт-Амперы. Данная величина характеризует Полную электрическую мощность , имеющую принятое буквенное обозначение по системе - S. Полная электрическая мощность - это геометрическая сумма активной и реактивной мощности , находимая из соотношения: S 2 =P 2 +Q 2 , либо из следующих соотношений: S=P/ или S=Q/sin(φ) . Физический смысл Полной мощности заключается в описании всего расхода электрической энергии на выполнение какого-либо действия электрическим аппаратом.

Соотношение мощностей можно представить в виде Треугольника мощностей. На треугольнике буквами S(ВА), P(Вт), Q(ВАр) обозначены Полная, Активная, Реактивная мощности соответственно. φ - угол сдвига фаз между напряжением U(В) и током I(А), именно он по-сути и отвечает за увеличение Полной мощности у электроустановки. Максимум производительности электроустановки будет при стремящимся к 1.

Что такое кВт? кВт - не менее загадочное слова чем, кВА. Опять же отбросим приставку кило- (10 3) и получим исходную величину (единицу измерения) Вт, (W), Ватт. Данная величина характеризует Активную потребляемую электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе - P. Активная потребляемая электрическая мощность - это геометрическая разность полной и реактивной мощности , находимая из соотношения: P 2 =S 2 -Q 2 P=S* .
Активную мощность можно описать как часть Полной мощности, затрачиваемую на совершение полезного действия электрическим аппаратом. Т.е. на выполнение "полезной" работы.
Остается менее всего используемое обозначение - кВАр. Опять же отбросим приставку кило- (10 3) и получим исходную величину (единицу измерения) ВАр, (VAR), Вольт-ампер реактивный. Данная величина характеризует Реактивную электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе - Q. Реактивная электрическая мощность - это геометрическая разность полной и активной мощности , находимая из соотношения: Q 2 =S 2 -P 2 , либо из следующего соотношения: Q =S* sin(φ) .
Реактивная мощность может иметь или характер.
Характерный пример Реактирования электроустановки: воздушная линия относительно «земли» характеризуется емкостной составляющей, её можно рассматривать как плоский конденсатор с воздушным промежутком между «пластинами»; в то время как ротор двигателя имеет ярко выраженный индуктивный характер, представляясь нам намотанной катушкой индуктивности.
Реактивную мощность можно описать как часть Полной мощности, затрачиваемую на переходные процессы имеющие в себе . В отличие от Активной мощности, Реактивная мощность не выполняет "полезной" работы, при работе электрического аппарата.
Подведем итоги: Любая электроустановка характеризуется двумя основными показателями из представленных: Мощностью (Полной (кВА), Активной (кВт)) и косинусом угла сдвига напряжения относительно тока - . Соотношения значений приведены в статье выше. Физический смысл Активной мощности - выполнение "полезной" работы; Реактивной - расходование части энергии на переходные процессы, чаще это потери на перемагничение.

Примеры получения одной величины из другой:
Дана электроустановка с показателями: активная мощность (P) - 15кВт, Cos(φ)=0,91. Таким образом полная мощность (S) будет составлять - P/Cos(φ)=15/0,91=16,48кВА. Рабочий ток электроустановки всегда основывается на полной мощности (S) и составляет для однофазной сети - I=S/U=15/0,22=68,18А, для трехфазной сети - I=S/(U*(3)^0,5))=15/(0,38*1,73205)=22,81А.
Дана электроустановка с показателями: полная мощность (S) - 10кВА, Cos(φ)=0,91. Таким образом активная составляющая мощности (P) будет составлять - S*Cos(φ)=10*0,91=9,1кВт.
Дана электроустановка - ТП 2х630кВА с показателями: полная мощность (S) - 2х630кВА, требуется выделить активную мощность. Для многоквартирного жилья с электрическими плитами применим Cos(φ)=0,92. Таким образом активная составляющая мощности (P) будет составлять - S*Cos(φ)=2*630*0,92=1159,2кВт.

Говоря о мощности электроприборов, обычно подразумевается активная энергия. Но многие устройства потребляют также реактивную энергию. В этой статье рассказывается о том, что такое кВа, и в чём отличие кВа от кВт.

Активная и реактивная энергия

В сети переменного тока величина тока и напряжения меняется по синусоиде с частотой сети. Это можно увидеть на экране осциллографа. Все виды потребителей можно разделить на три категории:

• Резисторы, или активные сопротивления, – потребляют только активный ток. Это лампы накаливания, электроплиты и подобные устройства. Основным отличием является совпадение по фазе тока и напряжения;
• Дросселя, катушки индуктивности, трансформаторы и асинхронные электродвигатели – используют реактивную энергию и превращают её в магнитные поля и противоЭДС. В этих приборах ток отстаёт по фазе от напряжения на 90 градусов;
• Конденсаторы – превращают напряжение в электрические поля. В сетях переменного тока используются в компенсаторах реактивной мощности или в качестве токоограничивающих сопротивлений. В таких аппаратах ток опережает напряжение на 90 градусов.

Важно! Конденсаторы и индуктивности сдвигают ток относительно напряжения в противоположные направления и при включении в одну сеть компенсируют друг друга.

Активной называют энергию, выделяющуюся на активном сопротивлении, таком, как лампа накаливания, электронагреватель и другие похожие электроприборы. В них фазы тока и напряжения совпадают, а вся энергия используется электроприбором. При этом исчезают различия между киловаттами и киловольт-амперами.

Кроме активной, есть реактивная энергия. Её используют устройства, в конструкции которых есть конденсаторы или катушки с индуктивным сопротивлением электродвигатели, трансформаторы или дросселя. Им также обладают кабеля большой длины, но разница с прибором, обладающим чисто активным сопротивлением, невелика и учитывается только при проектировании линий электропередач большой длины или в высокочастотных устройствах.

Полная мощность

В реальных условиях чисто активные, ёмкостные или индуктивные нагрузки встречаются очень редко. Обычно все электроприборы используют активную мощность (P) вместе с реактивной (Q). Это полная мощность, обозначающаяся “S”.

Для вычисления этих параметров используются следующие формулы, которые необходимо знать, чтобы при необходимости осуществить перевод кВа в кВт и обратно:

• Активная – это полезная энергия, превращаемая в работу, выражается в Вт или кВт.

КВа перевести в кВт можно по формуле:

где “φ” – угол между током и напряжением.

В этих единицах измеряется полезная нагрузка электродвигателей и других устройств;

• Ёмкостная или индуктивная:

Отображает потери энергии на электрические и магнитные поля. Единица измерения – кВар (киловольт-ампер реактивный);

• Полная:

1. U – напряжение сети,
2. I – ток через устройство.

Представляет из себя общее потребление электроэнергии устройством и выражается в VA или kVA (киловольт-ампер). В этих единицах выражаются параметры трансформаторов, например, 1 кВа или 1000 кВа.

К сведению. Такие аппараты 6000/0,4 кВ и мощностью 1000 кВа являются одними из самых распространённых для питания электрооборудования предприятий и жилых микрорайонов.

КВар, кВа и кВт связаны между собой формулой, похожей на знаменитую теорему Пифагора (Пифагоровы штаны):

Важно! Следует учесть, что к трансформатору мощностью 10 кВа нельзя подключить электродвигатель 10 кВт, поскольку электроэнергия, потребляемая этим аппаратом с учётом cosφ, составит около 14 киловольт-ампер.

Приведение cosφ к 1

Реактивная энергия, используемая потребителями, создаёт лишнюю нагрузку на кабель и пусковую аппаратуру. Кроме того, за неё приходится платить, как и за активную, а в переносных генераторах отсутствие компенсации увеличивает расход топлива. Но её можно скомпенсировать путём использования специальных устройств.

Потребители, нуждающиеся в компенсации cosφ

Одним из основных потребителей реактивной энергии являются асинхронные электродвигатели, потребляющие до 40% всей электроэнергии. Cosφ этих устройств около 0,7-0,8 при номинальной нагрузке и падает до 0,2-0,4 в режиме холостого хода. Это связано с наличием в конструкции обмоток, создающих магнитное поле.

Ещё один тип устройств – трансформаторы, cosφ которых падает, а потребление реактивной энергии растёт в ненагруженных аппаратах.

Компенсирующие устройства

Для компенсации используются разные типы устройств:

• Синхронные двигатели. При подаче в обмотку возбуждения напряжение выше номинального, они компенсируют индуктивную энергию. Это позволяет улучшить параметры сети без дополнительных расходов. При замене части асинхронных двигателей синхронными возможности компенсации возрастут, но это потребует дополнительных расходов на монтаж и эксплуатацию. Мощность таких электродвигателей достигает нескольких тысяч киловольт-ампер;
• Синхронные компенсаторы. Это синхронные электродвигатели отличаются упрощённой конструкцией и мощностью до 100 киловольт-ампер, не предназначены для приведения в движение каких-либо механизмов и работают в режиме Х.Х. Их предназначение – компенсация реактивной энергии. Во время работы эти устройства используют 2-4% активной энергии от количества компенсируемой. Сам процесс автоматизируется с целью достижения значения cosφ максимально близкого к 1;
• Конденсаторные батареи. Кроме электродвигателей, в качестве компенсаторов применяются конденсаторные батареи. Это группы конденсаторов, соединённые в “треугольник”. Ёмкость этих устройств может изменяться присоединением и отсоединением отдельных элементов. Достоинством таких приборов является простота и малое потребление активной мощности – 0,3-0,4% от компенсируемой. Недостаток – в невозможности плавной регулировки.

Так сколько же кВт в 1 кВа? На этот вопрос нельзя ответить однозначно. Это зависит от разных факторов, и, прежде всего, от cosφ. Для проведения расчётов и расшифровки результатов можно использовать онлайн-калькулятор.

Знание всех составляющих мощности, в чем разница между ними, и то, как перевести кВа в кВт, необходимо при проектировании электрических сетей.

Видео

Итак, перед вами возникает вопрос: «Сколько вольт в линии электропередачи?» и вам нужно знать напряжение на линии электропередачи в киловольтах (кВ). Стандартные значения можно определить из изоляторов воздушной линии и появления проводов линий электропередачи в полюсах.

Для повышения эффективности передачи электроэнергии и снижения потерь в воздушных и кабельных линиях электрические сети разделены на секции с различными классами напряжения линий электропередач.

Классификация линий электропередач с напряжением

1. Наименьшие классы напряжения составляют до 1 кВ;
2. Средний класс напряжения — от 1 кВ до 35 кВ;
3. Класс высокого напряжения — от 110 кВ до 220 кВ;
4. Очень высокий класс ВЛ — от 330 кВ до 500 кВ;
5. Чрезвычайно высокий класс VL — от 750 кВ.

Сколько вольт опасно для людей?

Высокий стресс влияет на человека опасным образом, потому что текущий (переменный или длительный) не может быть поражен только человеком, но также вызывает ожоги.

Сеть 220 В, 50 Гц уже довольно опасна, так как предполагается, что постоянное или переменное напряжение, превышающее 36 вольт, и ток 0,15 А убивают человека. В этом отношении, в некоторых случаях даже поток сети освещения может быть смертельным для людей.

Поэтому высоковольтные провода подвешены на определенной высоте на линиях передачи. Высота линии подачи зависит от поперечного сечения провода, расстояния от провода до поверхности земли, типа опоры,

С повышением рабочего напряжения в проводах в линии электропередачи увеличивается размер и сложность структур мощности полюсов. Если передача напряжения 220/380 В. с использованием обычного железобетона (иногда деревянная) с фарфоровыми изоляторами с линейным подшипником, мощность воздушных линий 500 кВ имеет совершенно иной вид. Сторона 500 кВ представляет собой U-образный U-образный металл высотой до нескольких десятков метров, который прикреплен к трем проводам, перемещаясь от изоляционных струн.

В воздушных линиях с максимальным напряжением линий электропередачи 1150 кВ каждый из трех проводов имеет отдельную металлическую опору для линий электропередач.

Важной ролью в строительстве высоковольтных линий электропередачи является тип линейных изоляторов, внешний вид и конструкция которых зависят от напряжения в линии электропередач.

Поэтому напряжение линии передачи легко узнается при появлении изолятора воздушной линии.

Болт из фарфоровых изоляторов используется для крепления самых легких кабелей для верхних вод с небольшим объемом 0,4-10 кВ. Изолирующие устройства такого типа имеют значительные недостатки: основная недостаточная прочность на разрыв (предельное напряжение 0,4-10 кВ) и неудовлетворительная процедура для крепления верхних кабелей изоляторов, что создает возможность повреждения на служебных проводах на своих станциях, колеблющихся с якорной подвеской.

Поэтому в последние годы штыревые изоляторы полностью потеряли место в подвеске. Висячие изоляционные изоляторы, используемые в нашей контактной сети, имеют несколько иной вид и размеры.

При напряжении более 35 кВ изоляторов подвеска линии электропередачи использует VL, внешний вид которой представляет собой фарфоровый или стеклянный пластинчатый колпачок из ковкого чугуна и стержня. Для обеспечения того, чтобы изоляционные изоляторы были собраны в венки. Размеры венков зависят от напряжения линии и типа высоковольтных изоляторов.

Приблизительно определить линии, электрическую линию по внешнему виду, обычный человек, что это сложно, но, как правило, это можно сделать простым способом — просто подсчитайте количество и выясните, сколько изоляторов находится в проводных креплениях (в линиях до 220 кВ), или номер проволочный пучок для линий кВ 330 и более..

Сколько вольт существует в высоковольтных линиях электропередачи?

Линии низкого напряжения — это LEP-35 кВ (напряжение 35000 вольт) легко определить наиболее визуальные, тк.

в каждом саване у них небольшое количество изоляторов — 3-5 штук.

Линия электропередачи 110 кВ — находится в высоковольтных изоляторах с 6-10 проводами, если количество пластин составляет от 10 до 15, то это 220 кВ.

Если мы увидим, что высоковольтные дуги Račvati (расщепление) тогда — линии электропередачи 330 кВ, если количество проводов подходит для каждой поперечной линии передачи на три (в каждой высоковольтной цепи) — напряжение 500 кВ, если количество проводов составляет четыре сваи Мощность 750 кВ.

Для более точного определения напряжения линии контактного контакта обратитесь к специалистам местной энергетической компании.

Количество изоляторов на линиях электропередач (в коридоре воздушных линий)

Количество изоляционных изоляторов в наземных волноводах на металлических и железобетонных носителях в чистом воздухе (с нормальным загрязнением воздуха).

сколько вольт в 0,4 Кв?

10 квт это сколько вольт

Что означает 10/0,4 кВ. Оъясните человеческим языком пожалуйста

1. Обозначение ступеней напряжения понижающего силового трансформатора: 10 кв.

   / 0,4 кв.
   У тока нет напряжения - есть только сила тока.

2. Насколько я понимаю, какое расчетное значение Вольт. кило вольт = 1000 вольт. В вольтах измеряется напряжение тока
3. Здесь идет разговор о понижающей подстанции с 10 кв на 38о вольт, который используется впромышленности и бытовой сети. Здесь О, 4 округленно 38о вольт
4. тп 100кв как он понежает до
   10
5. Это обозначение понижающего трансформатора.

   10 киловольт-напряжение первичной обмотки. 0,4 киловольт-напряжение вторичной обмотки.

6. Подстанция или понижающий трансформатор.
   Высокая сторона 10 килоВольт (10000 v) и низкая сторона 400вольт.
   .Из-за потерь в ЛЭП фидерные линии питают повышенным напряжением, потребитель получает 380v
7. Трансформаторная подстанция. Вход 10 кВ (10 000 вольт) , выход 0,4 кВ (380 вольт)
8. Понижающая подстанция, которая понижает приходящие на не 10000 вольт, до 380 вольт.

   0,4 кВ - это 380 вольт.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

кВ (киловольт)
В Вольтах измеряется электрическое напряжение, обозначается «U». Если подумать - мы постоянно сталкиваемся с этой физической величиной. Электрическое напряжение между «+»-ом и «-»-ом пальчиковой батарейки от пульта телевизора всего 1,5 В, «в розетке на стене», то есть между ее контактами 220 В. Чаще всего напряжение используется журналистами при упоминании в материале линий электропередачи и электрических подстанций. Хочу открыть маленький секрет - если речь идет об отключении линии, зная ее напряжение можно оценить примерный масштаб отключений. Итак, в нашей стране используются следующие классы напряжений (про специфические, которые используются на некотором оборудовании промышленных предприятий писать не буду):
220 Вольт (220 В) - на такое напряжение рассчитаны бытовые приборы в СССР и соответственно проводка в жилых и административных зданиях.
0,4 кВ (0,4 киловольта или 400 Вольт, на самом деле 380 Вольт, для удобства округленные до целого значения) - линии такого напряжения прокладывают на очень маленькие расстояния, обычно от «трансформаторной будки» во дворе дома, до подъезда или по сельской улице, в любом случае максимальная длина такой линии - десятки метров. Соответственно если такая линия отключится, об этом узнают не более сотни потребителей электроэнергии.
6 кВ (6 киловольт или 6 тысяч Вольт, 6 000 В), 10 кВ, 35 кВ - это класс напряжения распределительной внутригородской сети, отключение сразу нескольких таких линий может «погасить» максимум небольшой городской квартал, как правило, длина таких линий несколько километров.
110 кВ, 220 кВ - системообразующая региональная сеть, длина от десятков до сотен километров. Отключение такой линии может оставить без света от 100 000 до 200 000 человек. Правда, обычно такие линии работают по несколько в параллели, так, что для того, чтобы пропал свет должно отключиться сразу нескольких линий или вся подстанция целиком.
500 кВ - сеть, образующая Единую Электроэнергетическую Систему Казахстана, также линии такого класса напряжения образуют межгосударственные электрические связи. Отключение такой линии может привести к обесточиванию до полумиллиона потребителей (а если отключение получит развитие, без света останется намного больше людей). Однако, как правило, ничего страшного не происходит, поскольку в параллели несколько таких линий. Длина несколько сотен километров. Самая длинная линия 500 кВ в Казахстане - от Актюбинска до Костаная - 500 км. Первые линии напряжением 500 кВ появились в СССР после 1960 года. В Казахстане первая 500-ка это линия между г. Аксу (Ермак) и Экибастузом, построенная в 1972 году.
1150 кВ (1 миллион 150 тысяч Вольт) - линия (вернее транзит длиной 2500 км, из которых 1500 км проходит по нашей территории) уникальна для Земли. Ни в одной стране мира нет линий такого класса напряжения. Только в Казахстане и России. Линия была построена для обмена мощностью между Сибирью, Казахстаном и Европейской частью СССР. Транзит берет начало в сибирском Итате, затем идет через Барнаул, Экибастуз, Кокшетау, Костанай в Челябинск. Для чего такие «дикие» напряжения, спросите вы? Просто это дает возможность передавать по транзиту 5 500 МВт - это самая мощная ВЛ в мире. Правда, на своем «родном» напряжении линии удалось поработать недолго. Распался Советский Союз, произошел резкий спад потребления - передавать стало нечего. Вот и перевели ее на напряжение 500 кВ. Но кто знает, может все вернется обратно?

Был один случай. Приехал к нам в Казахстан один иностранец, по линии какой-то международной организации, то ли ООН, то ли USAID, не помню. Приехал обучать аборигенов, так сказать. Достижениям западной цивилизации. Долго парил мозги про «их» успехи (которые, по правде говоря, для нас стали пройденным этапом году эдак в 1970), и по концовке видимо решил нас окончательно добить своим превосходством. У нас, говорит (многозначительно так), системообразующая сеть работает на напряжении… целых 400 тысяч Вольт! Последовавший за этим наш дружный смех он интерпретировал неправильно, подумал, что по причине сильной отсталости, туземцы не верят в существование такой «огромной» цифры, и уже было начал обдумывать продолжение спича. Однако был нами остановлен, и под белы ручки подведен к карте с трассировкой линий по стране. Док долго отказывался верить в то, что у нас буквально весь Казахстан в линиях на 500 кВ, а что построена линия напряжением 1150 кВ он поверил только у себя на родине, когда ознакомился с разведданными ЦРУ:) Больше к нам спецов не присылали.

Я перечислил все классы напряжения, которые используются в Казахстане и странах бывшего СССР (правда в России, Белоруссии, Прибалтике и на Украине используются еще классы 330 кВ и 750 кВ). В странах дальнего зарубежья классы напряжения отличаются от вышеприведенной шкалы. И это не от большого ума. Например, в США напряжение, используемое бытовыми приборами не 220 В, как у нас, а 127 В. На что это влияет? Если кто помнит, электрические «шнуры» (кабели питания) советской бытовой техники были довольно тонкими. Не то, что сейчас - телевизор, мощностью с лампочку в подъезде, получает питание от сети по кабелю, толщиной чуть ли не с мизинец, а про стиральную машинку я вообще молчу. Кстати, мой советский телевизор «Радуга» потреблял 750 Вт - в 3 раза больше, чем телек 51-ой диагонали LG сегодня. Далекие от школьных уроков физики люди думают, что такая разница в толщине проводов из-за желания иностранных производителей сделать более надежную и безопасную технику. А вот и нет. Просто кабели выпускаются под западные 110 -127В, а при таком напряжении меди в проводе должно быть в 4 (!) раза больше, чем при «советском» напряжении 220 В (для питания бытового прибора той же мощности). Чтобы оценить весь ужас перерасхода цветных металлов в США, помимо неэффективных «шнуров» к бытовой технике нужно учесть такую же проводку в стенах зданий, рассчитанную на 110-127 В. Скажете, что это они, дураки, что ли? Взяли бы да поменяли на 220 В. Не все так просто. Они бы сейчас может и поменяли, да денег это стоит переделывать все по новой стольких, что они запарятся доллары печатать.

Напряжение - локальный фактор. Если у вас слишком низкое напряжение в квартире, значит, проблема скорее всего существует в совсем небольшом районе. Скорее всего, на местной подстанции неправильно отрегулированы трансформаторы, либо в вашем районе дефицит реактивной мощности, про которую я написал ниже. Локальный - это означает, что если есть проблемы с напряжением в одном из Алматинских дворов, в соседнем может быть все в порядке, тем более все в порядке с напряжением в другом городе.

Постоянный и переменный электрический ток
Несмотря на то, что журналисты почти не сталкиваются с понятием электрического тока, для общего развития вкратце напишу и про него. Электрический ток это направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. Уфф…:) Заряженными частицами могут быть, например электроны в металлических проводниках (поэтому провода ЛЭП делают из металла). Ионы в электролитах (поэтому «человека может ударить током»). Проще всего объяснить, что такое ток на устройстве простейшей электрической цепи. Есть источник тока - батарейка. Есть лампочка, подключенная к «+» и «-» батарейки при помощи проводника, например медной проволоки. Это простейшая электрическая цепь.

Батарейка является химическим источником тока. Из-за химических реакций, протекающих в батарейке, на стороне «-» батарейки, накапливаются электроны. Далее. Медная проволока, состоит из атомов, образующих кристаллическую решетку. Сквозь эту решетку могут свободно проходить электроны. Как только цепь замыкается (лампочка через проводки соединяется с обоими концами батарейки), электроны от «-» батарейки начинают перетекать к «+» по проволоке и нити накаливания лампочки (благодаря электродвижущей силе, которую создает батарейка) - это и есть электрический ток. Нить лампочки накаливания тоже металлическая, но кристаллическая решетка металла, из которого она изготовлена (обычно Вольфрам) намного «меньше» чем кристаллическая решетка меди, из которой сделаны проводки. Электронам труднее «протиснуться» через нее, в результате «трения» нить накаливания разогревается до высокой температуры и начинает светиться. Здесь мы коснулись еще одного понятия - электрического сопротивления. У меди оно меньше, чем у Вольфрама. Итак, здесь все понятно. Электроны циркулируют по цепи - это электрический ток, причем постоянный, поскольку они циркулируют в одном и том же направлении.

На постоянном токе «работает» практически вся бытовая электроника (компьютеры, телевизоры, пульты дистанционного управления). Исторически электрификация (централизованное обеспечение электроэнергией) начиналась с постоянного тока. Вообще, электрификация была голубой мечтой дедушки Томаса Эдисона, которую он, кстати, воплотил в жизнь. «Никогда не изобретай то, чего не сможешь продать!» - любил повторять предприимчивый изобретатель. Действительно, в те времена организация искусственного освещения сулила огромные барыши (в наше время это тоже отличный бизнес). Интересно, что до распространения искусственного освещения люди спали в среднем 10 часов в сутки. Основатель «General Electric », Эдисон стал одним из отцов современной энергетики, он спроектировал и выполнил в натуре первую в мире законченную энергетическую инфраструктуру - и производство электроэнергии на генераторах постоянного тока и ее доставку по линиям электропередачи к потребителям и всякие «мелочи» вроде выключателей, патронов к лампочкам, счетчиков электроэнергии и т.д. Кстати, размер цоколя лампочки до сих пор принято обозначать с большой латинской «E». Например, Е27 или Е14, где «Е» - означает Edison, а цифра это диаметр цоколя в миллиметрах. Сама лампочка накаливания - коллективное творение. Во всяком случае, Эдисон в 1906 году купил у Лодыгина патент на вариант лампочки с вольфрамовой нитью накаливания. Первым электрифицированным районом Земли стал Манхеттен в Нью-Йорке.

Все у Эдисона было нормально, пока не обнаружилась одна проблемка. Рабочее напряжение Эдисоновской сети постоянного тока было 127 Вольт - такое напряжение давали генераторы. Но чем дальше от генераторов пытались передать электроэнергию, тем меньше ее передавалось - сильно снижалось напряжение (это происходило из-за наличия сопротивления в электрических кабелях). Выход из положения состоял либо в том, чтобы повысить напряжение, но это создавало угрозу поражения электрическим током для конечных потребителей, а самое главное (самое - потому, что не до людей, когда такие деньги) нужно было менять генераторы, но это дорого, либо второй вариант - «понатыкать» электростанций по всему Нью-Йорку (через каждые 1,5-2 км), что, вообще говоря, снижало экономическую эффективность всей системы, про экологию я вообще молчу. Поскольку компания Эдисона была монополистом, он склонялся ко второму варианту.

Но тут Никола Тесла, который работал у Эдисона, подбросил идею перехода на переменный ток. В чем суть идеи. В 1831 году Майкл Фарадей обнаружил, что если поместить в магнитное поле проводник и перемещать его так, чтобы он при своем движении пересекал силовые линии магнитного поля, то в проводнике возникнет электрический ток. Блин, если так и дальше пойдет скоро и сам начну понимать, о чем пишу:) Проще говоря, что сделал Фарадей, - взял катушку, намотал на нее провод, концы провода подсоединил к вольтметру и как Ослик Иа из мультика про Винни Пуха стал опускать в полую сердцевину катушки магнит на ниточке, а потом поднимать. «Замечательно входит, замечательно выходит», - думал Фарадей. Тут смотрит, а стрелка вольтметра с каждым таким движением и дергается. Так и открыл электромагнитную индукцию.

Так вот, мо мере опускания магнита, по проводу, намотанному на катушку, начинает течь и возрастать ток, затем он уменьшается, затем становится равным нулю, а потом все повторяется в обратном направлении, а затем снова и снова. Это и есть переменный ток. Только до Теслы, куда его присобачить, этот переменный ток, никто не знал. Ну, есть, мол, такой и все тут.

Да, и еще изобрели трансформатор.

На Фарадейевскую катушку надели еще одну, большего диаметра (электрическая матрешка получилась), и тут заметили, что во второй катушке (если число витков отлично от первой катушки), напряжение другим становится. Так вот, Тесла прикинул 2+2 и предложил использовать переменный ток следующим образом. Делаем генератор переменного тока. Затем пропускаем переменный ток через трансформатор и многократно увеличиваем напряжение (это позволит передавать электроэнергию на большие расстояния). Затем доставляем электроэнергию до потребителя по линии электропередачи и снова пропускаем ток через трансформатор, только уже для понижения напряжения. Надо сказать, что такой фокус с постоянным током не проходит. Постоянный ток не трансформируется. Короче, вот проблема и решена, тем более что лампочке, если честно, вообще до лампочки - постоянный или переменный ток через нее проходит, светит почти одинаково. «Так, так, так, - захлопнув крышку карманных часов, сказал Эдисон, не дав Тесле договорить до конца. - А где генератор переменного тока взять, ты, что ли его изобретать будешь?». «Да я и не такое изобрести смогу, самодовольный ты осел », - ответил Никола. «Послушай, чем заниматься ерундой, приложи-ка лучше усилия к решению проблем электрических машин постоянного тока, если получится, дам тебе … $50 000, - прищурив глаза, Эдисон протянул Тесле исписанный листок бумаги. - И ступай уже, работать мешаешь». В подтверждение окончания разговора Эдисон отвернулся к верстаку, с какими-то железками, которым вскоре предстояло стать первым в мире видеовоспроизводящим устройством - кинетоскопом. Тесла довольно быстро решил проблемы с машинами Эдисона, и так же быстро придумал принцип работы генератора переменного тока. Помните Ослика Иа Фарадея с катушкой? Теперь немного изменим опыт. Не будем привязывать магнит за ниточку. Вместо этого, насадим магнит на палочку (тфу ты, детский сад какой-то) и будем палочку крутить, вдоль свой оси. Пишу, а самого почему-то смех разбирает:)) Катушка начнет вырабатывать переменный ток. В промышленном образце, конечно, никакого магнитика с палочкой нет, там есть ротор с мощным электромагнитом, который приводится во вращение паровой турбиной, вместо катушки с проволокой - статор. Итак, Тесла решил все задачи по машинам постоянного тока, которые Эдисон не смог решить сам. А Эдисон денег не дал. «Ну, ты парень даешь, совсем наших американских шуток не понимаешь, какие такие 50 штук баксов, я ж тебе зарплату плачу!» - ехидно улыбаясь, Эдисон похлопал Теслу по плечу и, приложив некоторое усилие, вырвал из рук своего сотрудника папку с чертежами и расчетами. «Нет, все-таки я великий изобретатель», - подумал Эдисон, наблюдая как сутуловатая фигура худощавого Теслы удаляется по коридору. Вот как Тесла и Эдисон рассорились. Да так, что через много лет, когда Тесле присудили Нобелевскую, он от нее отказался, поскольку ее на двоих с Эдисоном давали.

Почему Эдисон пробросил Теслу - понятно. Чтобы на переменный ток переходить, надо, во-первых, признать, и рассказать инвесторам, что я, Томас Алва Эдисон, в свое время недошурупил, что перспектив у постоянного тока как у снежка в микроволновке, а во-вторых, надо растрясти этих инвесторов на новые вложения. Не так-то это и просто. А что Тесла? А Тесла взял и пошел к Джорджу Вестингаузу, конкуренту Эдисона. Рассказал ему все как есть и сделали они первую в мире ГЭС с генераторами переменного тока на Ниагарском водопаде. Кстати, наш «КaзАтoмПрoм» владеет 10% акций компании «Westinghouse Electric », скажи в те годы Джорджу Вестингаузу, что казахи будут совладельцами его компании, думаю он бы сильно удивился, вот что глобализация делает.

Надо сказать, что Эдисон тоже не сдавался, какое то время. Что он только не делал, чтобы насолить развеселой компании Коли и Жоры. Статьи заказные писал с кричащими заголовками вроде «Еще одна жертва переменного тока» или «Все, что вы хотели узнать о переменном токе - убийце, но боялись спросить». И стул изобрел «электрический» (конечно же, на переменном токе), дескать, видите, мы этим переменным током преступников на тот свет отправляем, а вы хотите, чтобы он у вас из розетки дома торчал. И через «своих» сенаторов закон провел об ограничении уровня напряжения на линиях электропередачи, что делало бессмысленным использование переменного тока (потом закон конечно отменили). При этом опасность поражения постоянным током при напряжении 127 В ничуть не меньше, чем переменным. Это противостояние назвали «войной токов ». Но. Развитие не остановишь, переменный ток взял свое. Других вариантов нет и сегодня. Правда, надо сказать, американцы странные люди - на одной полке с прогрессом у них и технологическая отсталость может лежать. При всех преимуществах переменного тока, последние эдисоновские сети постоянного тока в Нью-Йорке были демонтированы только в 2007 году. Как говорится, дедушка умер, а дело живет, лучше бы было наоборот.

Способы передачи электрических мощностей между высоковольтным оборудованием предприятий энергетики коротко изложены . А здесь рассмотрим работу схем низшего напряжения.

Линии электропередач

Преобразования высоковольтной энергии заканчиваются в трансформаторах с выходным напряжением 380/220 вольт. От них электричество поступает по кабельным или воздушным линиям к потребителям. Причем кабель чаще всего используется там, где нельзя устанавливать инженерные сооружения — опоры.

Кабельные линии при эксплуатации создают в сети реактивную нагрузку емкостного характера, которая на протяженных маршрутах сильно влияет на качество электроэнергии, изменяя cosφ схемы. На коротких расстояниях кабель может работать как компенсация потерь электроэнергии от индуктивных нагрузок, создаваемых мощными электродвигателями.

Воздушные ЛЭП используются для питания удаленных потребителей. Провода фаз воздушных линий разнесены между собой на значительное расстояние. Они практически не создают реактивное сопротивление.

На фото ниже показана опора линии 0,4кВ с обычными проводами в сельской местности. Это уже устаревшая, но довольно надежная конструкция.

Сейчас в стране идет массовая замена проводов на , которые обладают большей безопасностью, уменьшают предпосылки воровства электричества. При реконструкции старых линий часто проводят замену отработавших свой ресурс опор.

На фотографии показана воздушная ЛЭП с самонесущими проводами в жилом секторе.

По каким схемам производится передача электроэнергии потребителю в сети 0,4 кВ

Безопасность эксплуатации электрического оборудования во многом зависит от способа его подключения к контуру заземления.

Во время прошлого столетия в стране использовалась схема питания потребителей, которую принято обозначать индексами TN-C. Это самая дешевая и опасная система заземления. От нее сейчас избавляются, но это дорогостоящий и длительный процесс.

ГОСТ-ом Р 50571.2-94 определены системы заземления, которые классифицируют: IT, TT, TN-S, TN-C, TN-C-S.

В схеме I-T нулевой провод трансформатора не зеземляется и поступает напрямую к распределительному устройству потребителей электроэнергии.

У системы Т-Т нулевая клемма трансформатора заземлена. Корпуса всех электроприемников в обеих схемах по требованиям безопасности должны быть подключены к контуру заземления здания, где они размещены.

Система TN-C использует зануление корпусов приборов без подключения их к контуру заземления. При таком способе в случае пробоя изоляции электроприемника на корпус создается короткое замыкание, которое ликвидируется защитными автоматами или предохранителями.

Система TN-C-S более безопасна. У нее задействован контур заземления здания, в котором работают электрические приборы. Во время повреждения их изоляции создаются токи утечки на контур земли через РЕ-проводники. Неисправность схемы отключается УЗО либо дифавтоматами.

Система TN-S предусматривает подключение корпусов электроприборов к заземляющему контуру трансформаторной подстанции по отдельной фазе ЛЭП. Это самое дорогое решение, но наиболее безопасное. Техническое состояние трансформаторной подстанции с линиями электропередач, включая электрическое сопротивление контура заземления, периодически замеряется специалистами и всегда поддерживается в исправном состоянии.

Потери при передаче электроэнергии в электрических сетях

Во время транспортировки электрической энергии часть ее расходуется на сопутствующие процессы, например, на нагрев металла проводников, утечки через изоляцию. Они связаны с технологией передачи электричества потребителям.

Кроме технологических потерь недополучение электроэнергии может быть связано:

с обыкновенными хищениями;

ошибками приборов учета;

неправильными расчетами подразделениями энергосбыта.

Международные эксперты определили, что относительная величина потерянной энергии от произведенной должна быть до 5%. По статистике этот показатель у государств Западной Европы ограничен 7%, для России он колеблется в пределах 11 - 13%, а в Беларуси — 11,13%.

Анализом технических потерь определено, что 78% их происходит в электросетях с напряжением 110 кВ и ниже, причем 33,5% выявлено в сетях 0,4÷10 кВ.

Причины технологических потерь

Правила выбора сечения тоководов

Тепловые выделения электропроводов напрямую связаны с их электрическим сопротивлением. Заниженное поперечное сечение увеличивает его и создает дополнительные затраты электроэнергии.

При соединениях проводов используются разные технические приемы. Следует понимать, что при наложении двух металлических поверхностей токопроводов через площадку их соприкосновения протекает электроток. В месте такого контакта возникает .

У линейных контактов оно меньше, чем у точеных, но больше, чем у поверхностных.

Состояние контактов

На состояние переходного сопротивления влияют:

вид металла соединяемых деталей;

чистота контактных поверхностей и качество их обработки;

величина «ужима» и ряд других факторов.

Электрическая энергия при транспортировке проходит сквозь огромное количество контактных соединений. Поддержание их в хорошем, исправном состоянии снижает потери, а небрежные приемы монтажа обеспечивают затраты. Чтобы их снизить в процессе эксплуатации проводят периодические профилактические работы, а в интервалах между ними осуществляют визуальное наблюдение за тепловыми выделениями внутри контактных соединениях с помощью тепловизоров.

Компенсация потерь электроэнергии от реактивных мощностей

Для повышения качества передачи электрической энергии проводится регулирование напряжения компенсирующими устройствами с созданием допустимого резерва. При таком способе генерируемые мощности суммируются с мощностями компенсирующих устройств. Основные возможности компенсации показаны на рисунке.

Компенсация потерь электроэнергии особенно актуальна на предприятиях с большим количеством асинхронных двигателей.

Способы снижения потерь

Предприятия, предоставляющие услуги по передаче электроэнергии, заинтересованы в ее качестве. Оно достигается:

сокращением протяженности ЛЭП;

применением трехфазных линий по всей длине;

заменой открытых проводов на самонесущие изолированные конструкции;

использованием проводников с максимально допустимым сечением для пропуска критических нагрузок;

реконструкцией трансформаторного оборудования на устройства с меньшими активными и реактивными потерями;

дополнительным монтажом в схемы 0,4 кВ трансформаторов, снижающих протяженность ЛЭП и потери мощности в них;

внедрением средств автоматизации и телемеханики;

использованием новых средств измерения с улучшенными метрологическими характеристиками и повышением точности их обработки.