1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer

Экономия электроэнергии при замене кабеля

Экономия электроэнергии при замене кабеля

Экономия электроэнергии при замене кабеля может рассматриваться с учетом фактора, который редко учитывается при оценке стоимости электроэнергии – потери в проводах. Все кабели имеют электрическое сопротивление, хотя оно и мало. Это означает, что небольшое количество электроэнергии теряется, проходя через них. Мощность снижается за счет нагрева проводников. Потеря мощности – это затраты на электроэнергию, которая стоит денег. Таким образом, потеря мощности в кабелях стоит денег.

Кабель меньшего сечения может быть дешевле при покупке, однако в долгосрочной перспективе его применение будет дороже. Потребитель платит за то количество электроэнергии, которое проходит через счетчик. При наличии потерь до счетчика, связанные с этим затраты ложатся на плечи поставщика электроэнергии.

В небольших помещениях, таких как дома, магазины и небольшие фабрики, электрические провода имеют небольшую длину, поэтому потери в них обычно малы. Но на крупных предприятиях длина кабеля может превышать сотни метров. Потери мощности могут быть значительными.
Потребители электроэнергии, как правило, не осознают, что платят дважды. Во - первых, падение напряжения означает, что оборудование работает менее эффективно за счет снижения пропускной способности проводов. Во-вторых, они платят за потери в проводах. В результате счета за электроэнергию растут, а энергоэффективность снижается.
Причина того, что дополнительные затраты больше, чем падение напряжения, в том, что падение напряжения пропорционально нагрузке, а потеря мощности пропорциональна квадрату снижения напряжения.
Потеря напряжения на 2,5% в сетях 220В - это около 6 вольт. Тем не менее, на многих предприятиях падение напряжения на 5% - обычное явление. Даже снижение напряжения на 10 % при максимальной нагрузке не звучит чем-то неслыханным. Это связано с возрастом и состоянием кабелей, которые не меняются на протяжении многих лет.
При использовании некоторых видов нагрузок снижается производительность, но увеличения стоимости не происходит. Например, при наличии 1000Вт освещения и падении напряжения на 5В, вы по-прежнему будете использовать 1000Вт, но получите меньше света за эти деньги.
Тем не менее, для электрических нагрузок, выполняющих работу, которая выражается в определенном количестве энергии, существует значительный эффект. Например, чтобы вскипятить чайник (довести определенный объем воды до кипения) необходимо какое-то количество джоулей тепла. Если мощность снижается (так как она теряется в проводах), то потребуется больше времени на доведение воды до кипения. При падении напряжения на 1% кипячение будет длиться на 2% времени дольше, при снижении напряжения на 2,5% - на 5% дольше. В реальных условиях кипячение займет еще немного больше времени, потому что чайник также теряет тепло.

Проверка падения напряжения

Является ли актуальным вопрос снижения электрической мощности для Вас можно довольно просто. Странно, что такие замеры производятся так редко, ведь они занимают всего несколько минут и для этого нужен лишь недорогой цифровой вольтметр.
Во-первых, проверьте схему электропроводки. Скорее всего, Вы найдете несколько питающих кабелей, идущих от вводного щитка к разным группам потребителей тока. Необходимо проверить падение напряжения в каждом из них.

  • Включите всю автоматику в щитке. Если есть автоматические средства управления, установите их так, чтобы нагрузка была включена и работала.
  • Измерьте напряжение близко к щитку, например, в розетке недалеко от счетчика. Теперь измерьте напряжение в конце группы, например, в розетке в дальней части дома или квартиры. Разница показаний даст представление о потере электроэнергии в проводах.

Входящее напряжение может быть намного ниже, чем Вы ожидаете, и вполне может сделать работу оборудования менее эффективной. Но, по крайней мере, за потери до счетчика платит поставщик электроэнергии. За потери в пределах квартиры или предприятия платит их владелец.

Как свести к минимуму падение напряжения?

  • Используйте кабели большего сечения;
  • Распределите нагрузку;
  • Разделите нагрузку;
  • Уменьшите нагрузку, где она не влияет на производительность;
  • Улучшите контроль;

Самый простой и очевидный способ заключается в использовании проводов большего сечения. Экономия электроэнергии за счет замены кабеля может и не оправдывается, но, безусловно, об этом стоит подумать, выбирая сечение нового кабеля при его первичной прокладке.
Чем больше сечение кабеля, тем выше его цена. Очень заманчиво купить кабель с минимальными размерами. Если разница составляет 20 руб. за метр провода, переплата за 10 м будет небольшой, но и потери напряжения на 10 м будут незначительными. Но разница в 4000 руб. за 200 м кабеля выглядит существенной. Не позволяйте электрику экономить за счет снижения сечения кабеля, чтобы минимизировать потери мощности в дальнейшем. Со временем первоначальные вложения окупятся за счет уменьшения потерь в проводах.
На самом деле, по всей стране очень много потребителей, которые даже не рассматривают падение напряжения в кабелях, подобранных по размерам на основе номинального максимального тока. Вот почему так много предприятий имеют гораздо большие потери мощности, чем предполагалось. Стоит осознавать, что максимальный номинальный ток кабеля рассчитывается с учетом его способности выделять тепло. То есть, если кабель проводит максимальный номинальный ток, он будет греться, а значит терять энергию.
Распределение больших нагрузок на разные группы также дает дивиденды. Это означает, что ток переносится несколькими проводниками, так что для любой отдельной электрической нагрузки падение напряжения уменьшается.
Деление больших нагрузок на несколько групп выгодно, так как, в большинстве случаев полная мощность не требуется в течение длительного времени. Например, для обогрева помещения в утренние часы необходимо 10 кВт электроэнергии, но большую часть времени достаточно 5кВт. Разделение нагрева на два этапа по 5кВт не приводит к уменьшению количества тепла, однако снижает потерю мощности.
Снижение электрической нагрузки за счет использования оборудования с более высоким КПД уменьшает падение напряжения для другого оборудования, где невозможно уменьшить потребление энергии. Энергосберегающие светодиодные лампы производят больше света на единицу потребления электроэнергии, чем вольфрамовые лампы. Они более эффективны, поэтому они экономят энергию. Но электрические обогреватели не могут быть гораздо более эффективными. Использование энергосберегающих ламп уменьшает общую электрическую нагрузку, что снижает падение напряжения. Поэтому для электрообогревателей остается больше электроэнергии, за счет чего потери в кабеле снижаются. Таким образом, экономия в одном месте помогает экономить в другом.
Очевидно, что приведенные выше методы следует учитывать в основном во вновь устраиваемых электрических сетях, а модернизация или замена электрических кабелей и оборудования может быть весьма дорогостоящей и окупиться нескоро. Более быстро и экономически эффективно сокращение падения напряжения часто может быть достигнуто путем совершенствования методов управления.
Значительная часть тяжелых электрических нагрузок в большей или меньшей степени контролируются автоматически. Большинство из них редко используются, или практически полностью не используется в течение длительного времени. Усовершенствованные методы управления могут быть использованы, чтобы попытаться уменьшить время работы мощного оборудования. Для аналогии: кипячение одного чайника за другим вместо включения двух сразу позволит сократить потери в проводниках.
Для некоторых видов промышленного оборудования такое управление вполне реализуемо. Например, большинство систем кормления скота работают по таймерам. Они включаются в определенное время суток. Вместо того, чтобы все системы кормления включались в 10 часов утра, можно установить один на запуск в 10 часов утра, другой в 10:15, еще один в 10:30 и так далее. Т.е. не устанавливать их включение один раз или два раза в день, а запускать их чаще. Это означает, что они будут работать в течение более короткого времени, поэтому они с меньшей вероятностью совпадут с включением других электрических нагрузок.
С другой стороны на большинстве предприятий крупнейшими потребителями электроэнергии являются вентиляторы и обогреватели, которые работают постоянно. Возможности управления режимами работы такого оборудования ограничены, а производители часто гордятся простотой их обслуживания. Например, используется двухпозиционное регулирование электрического отопления. Может быть, оно более простое, однако это означает, что нагрузки включаются на гораздо более длительное время, и более вероятно, что большие электрические нагрузки будут включаться одновременно.