Túl sok a feszültség a házban?

A magas feszültség magas villanyszámlát okoz

A feszültség a házamban

Túl nagy a feszültség a házában?

Ez egy hosszú oldal, ezért hasznos lehet az alábbi áttekintés.

Áttekintés –

1. Milyen legyen a feszültség?
2. Hogyan állapíthatja meg, hogy túl nagy-e a feszültség
3. Hogyan növeli a túl nagy feszültség a villanyszámlát
4. Thermodinamika
5. Miért csinálja ezt a Hydro One?
6. Ez egy kicsit olyan, mint …
7. Egy szélsőséges helyzet és a panaszom
8. A Hydro One kifogásai
9. A lényeg

1. Milyen legyen a feszültség?

A konnektorok feszültségének a 120 VAC-tól néhány volton belül kell lennie, mondjuk 118-122 VAC, a “terheléstől” függően, vagyis attól függően, hogy Ön és a szomszédai hány és milyen típusú készüléket használnak, valamint hogy milyen messze van az utolsó transzformátortól.

Továbbá, az átlagos feszültségnek több napos vagy hosszabb időszakok alatt nagyon közel kell lennie a 120 VAC-hoz, és a feszültségnek az idő körülbelül felében 120 VAC felett, az idő másik felében pedig 120 VAC alatt kell lennie. Rendkívül nagy terhelés idején, például nagyon meleg vagy nagyon hideg időjárás esetén azonban sok áramtermelő vállalatnak nehézséget okoz, hogy ezt a névleges 120 VAC-ot biztosítsa ügyfeleinek.

A Kanadában a Kanadai Szabványügyi Szövetség (CSA) által értékesítésre engedélyezett összes szokásos háztartási készülék 120 VAC-ra van méretezve (kivéve természetesen a 240 VAC-ra méretezetteket). Az én áramszolgáltatóm a Hydro One, amely közvetlenül szállítja az áramot a legtöbb vidéki és néhány külvárosi fogyasztónak a kanadai Ontario tartományban, de sok áramszolgáltató ugyanúgy működik, mint a Hydro One.

A fenti diagram sárga zónája a lakóhelyemen 2015 decemberében és 2016 januárjában és februárjában, valamint nemrégiben, 2019-ben és 2020-ban mért feszültségek tartománya.

A fenti zöld és piros zónák a Kanadai Szabványügyi Szövetség CAN3-235-83 dokumentumának 3. táblázata, “Ajánlott feszültségváltozási határértékek 1000 voltig terjedő áramkörökhöz a szolgáltatási bemenetnél” című 3. táblázata szerint vannak meghatározva. (Lásd különösen az Ontario Energy Board dokumentum 35-36. oldalán található “Voltage Guidelines” (Feszültségi irányelvek) című részt. Az Ontario Energy Board egyértelműen kijelenti, hogy a

Hydro One csak szabványos feszültségeket szolgáltat. Ezek a feszültségek megfelelnek a Kanadai Szabványügyi Szövetség (“CSA”) szabványainak.

Sőt, ugyanezek a szabványok megismétlődnek a Hydro One “végleges tervezet” nyilatkozatában a Hydro One ügyfeleinek nyújtott szolgáltatás feltételeiről, (lásd különösen a 2. táblázatot, Ajánlott feszültségváltozási határértékek). Tehát tudjuk, hogy ezt a szabványt a Hydro One alkalmazza, és hogy a feszültségnek mindig a zöld zónában kell lennie, és soha nem lehet a fenti táblázat egyik piros zónájában sem.

A CSA ajánlása a feszültségre normál üzemi körülmények között 110 – 125 VAC, de mint azt bármelyik villanyszerelő megmondja, veszélyes lehet hosszú ideig e tartomány felső határán üzemelni. Valójában ugyanez a CSA-ajánlás a 127 VAC-ot “szélsőséges üzemi állapotként” határozza meg, amely mindössze két volttal magasabb, mint a “normál” üzemi tartomány felső határa.

A jelenlegi helyzet a házamban – Január hónapban a házamban az átlagos feszültség 122,50 VAC volt, és az idő 94,5 százalékában nagyobb volt, mint a névleges feszültség. Az átlagfeszültség 2020 nyara óta lassan kúszik felfelé. Lásd a feszültségméréseim részleteit.

2. Hogyan állapíthatja meg, hogy túl nagy-e a feszültség

Ha van egy digitális multimétere vagy más, a megfelelő feszültségtartomány mérésére alkalmas műszere, ellenőrizze a háza konnektoraiban megjelenő feszültséget. Ne feledje, hogy váltakozó árammal (AC) van dolga, nem egyenárammal (DC), ezért válassza a megfelelő beállítást a feszültségmérőn. A mért feszültségnek a 120 V váltakozó feszültségtől néhány volton belül kell lennie. Ez egy elfogadható feszültség. Ellenőrizze a nap és az éjszaka különböző időpontjaiban több napon keresztül, hogy egy elfogadható átlagot találjon. Ha úgy találja, hogy a fali csatlakozóaljzatoknál a feszültség állandóan 124 VAC körül vagy annál magasabb, akkor túl sok áram van a házában, és lényegesen több energiát használ és fizet, mint amennyit a készülékeinek fogyasztania kell.

Kérem, vegye figyelembe – potenciálisan halálos feszültséggel van dolga, ezért ha nem tudja saját maga biztonságosan ellenőrizni a feszültséget, kérjük, kérjen meg egy szakképzett villanyszerelőt, technikust, technológust vagy mérnököt, hogy végezze el ön helyett. Nem szégyen, ha valaki mást kér meg erre, és ez akár az életét is megmentheti.

3. Hogyan növeli meg a túl nagy feszültség a villanyszámlát

Ha túl magas a villanyszámlája, ennek egyik oka az lehet, hogy az áramszolgáltató túl sok áramot, azaz túl nagy feszültséget szállít a házába. Észak-Amerikában a legtöbb elektromos készüléket 120 voltos váltakozó áramú (VAC) feszültségre méretezik, és plusz-mínusz néhány voltot engednek meg a terhelés és az elektromos vezetékek ellenállási veszteségeinek változása miatt. Ha az Ön áramszolgáltatója, például a Hydro One, folyamatosan 120 VAC-nál magasabb feszültséget szolgáltat, akkor a készülékei folyamatosan több áramot használnak, mint amennyire szükségük van, és Önnek több energiáért kell fizetnie, mint amennyire szüksége van.

Talán emlékszik a középiskolai fizikaóráról, hogy 120 voltos feszültségen egy 100 wattos izzó 100 wattnyi energiát szór el fény és hő (főleg hő) formájában. Ez normális, és ez az, amiért elvárjuk, hogy fizessünk, amikor bekapcsoljuk a villanykapcsolót.

Viszont 124 VAC esetén ugyanez az izzó 100 watt helyett majdnem 107 wattot fog eloszlatni, és majdnem 7%-kal többet fog fizetni az áramért. 126 VAC-on az izzó valamivel több mint 110 wattot fog leadni, és 10,2%-kal többet fogunk fizetni az áramért. Az Ön hűtőszekrénye, fagyasztószekrénye, tűzhelye, kényszerfűtéses kályhája, elektromos fűtőtestek, kenyérpirító, szivattyú, kútvízszivattyú, mosógép, ruhaszárító, kávéfőző, sok izzó – mindezekre a készülékekre hasonlóan hat a szállított magasabb feszültség. És meg fogja fizetni ezt a többletenergiát. Egész idő alatt, amíg be vannak kapcsolva.

Jegyzet az olvasóknak – Plusz pontokat kapsz, ha észrevetted a fenti ábrán, hogy a teljesítmény és a feszültség között nincs “lineáris kapcsolat”. Az alább említett “kapcsolóüzemű tápegységek” kivételével a teljesítmény és az energia arányos a feszültség négyzetével, tehát a feszültség növelésével a teljesítmény és az energia egy kicsit gyorsabban nő, mint a feszültség. A pontos összefüggést nagyon pontosan leírja Ohm törvénye. Kérdezzen meg bármelyik mérnököt.

A felhasznált teljesítmény = (alkalmazott feszültség)² / (terhelés ellenállása)
vagy, P = E² / R

Az egyetlen kivétel mindezek alól a kapcsolóüzemű tápegységeket használó elektronikus eszközök, amelyek nem rendelkeznek transzformátorokkal, és amelyeket kifejezetten úgy terveztek, hogy nagy feszültségtartományban, mondjuk 100-250 VAC között működjenek. Ezek a nemlineáris tápegységek a tervezett bemeneti feszültségtartományukon belül nem követik Ohm törvényét, amikor megpróbáljuk kiszámítani a fogyasztásukat. Az Ön mobiltelefon-töltője valószínűleg ilyen típusú.

4. Termodinamika

Mi köze van ehhez a termodinamikának? Nos, azt gondolhatnánk, hogy a nagyobb feszültség gyorsabban felmelegíti a dolgokat, vagy gyorsabban végez más dolgokat, így rövidebb idővel kompenzálja a nagy feszültséggel járó többletköltséget. Természetesen egy olyan ellenállásos terhelés, mint a kenyérpirító vagy a melegvízmelegítő gyorsabban felmelegszik, majd hamarabb kikapcsol a magasabb feszültséggel, de még mindig vannak veszteségek a hőszivárgás miatt, és ezek a veszteségek soha nem térülnek meg. E veszteségek miatt a rövidebb fűtési idő a magasabb feszültségen nem tudja teljesen ellensúlyozni a magasabb feszültségen való működés többletköltségeit. Tehát, bár egy (például) a tervezési feszültségnél magasabb feszültségű kenyérpirító gyorsabban megpirítja a kenyeret, mint a tervezési feszültségen (120 VAC) működő kenyérpirító, a tervezési feszültségű kenyérpirító üzemeltetése még mindig kevesebbe kerül, mint a tervezési feszültségnél magasabb feszültségű kenyérpirítóé. Mint a mitikus örökmozgó keresésében, a végén mindig a termodinamika lesz a vesztünk.

5. Miért csinálja ezt a Hydro One?

Miért szolgáltat a Hydro One több feszültséget, mint amennyire valójában szüksége van? Természetesen azért, hogy több pénzt keressen. A Hydro One-nak gyakran van eladható energiafeleslege, különösen télen, és azért szállítják a magasabb feszültséget az otthonainkba, hogy ezt a többletenergiát eladhassák nekünk.

Amikor egy alapmennyiségű energiát már megtermeltek és eladtak, minden többletenergiát sokkal olcsóbb előállítani, így nagyobb a nyereség, amikor a Hydro One el tudja adni a többletenergiát. Mint vásárlók, ön és én vagyunk a vevők erre a többletre.

Fura, hogy egyrészt a Hydro One mindig hangsúlyozza az energiatakarékosság fontosságát a programozható termosztátok, a kompakt fénycsövek (CFL), az EnergyStar készülékek használatával és a fogyasztási időbeosztás betartásával, másrészt viszont olyan feszültségszintet szolgáltat, amely semmissé teszi az ilyen takarékossági erőfeszítésekből származó megtakarításokat.

6. Ez egy kicsit olyan, mint …

• hogy elviszed a családodat egy drága étterembe, ahol az adagok hatalmasak, és senki sem tudja megenni az összeset, ami a tányérjára került, de az étterem nem kínál kutyazsák-szolgáltatást, így ki kell fizetned az összes ételt, annak ellenére, hogy nem lehetett az összeset megenni;
• hogy benzint kell venned egy olyan kútnál, amely szándékosan túltölti a tankodat, és ki kell fizetned az összes benzint, ami kifolyt a földre, pedig nem tudod használni;
• hogy ki kell fizetned egy extra ülőhelyet (üres!) minden alkalommal, amikor moziba viszi a családját.

7. Egy szélsőséges helyzet és a panaszom

A feszültség a házamban

A 2015/16-os tél szélsőséges helyzetet hozott, mivel a feszültség a házamban átlagosan 124 és 125 VAC között volt, és körülbelül az idő felében magasabb volt, mint a CSA által ajánlott zöld zóna, időnként a 127 VAC-os felső szélsőséges piros zónát súrolva. Nem csoda, hogy azon a télen kiégtek az izzóim, még a drága CFL-lámpák is, és a magas feszültség megmagyarázhatja, hogy a drága HD TV-vevőnk miért “fagyott le” órákra annak ellenére, hogy erős TV-jeleket fogott.

Valójában a Hydro One továbbra is szinte mindig a névleges 120 VAC-nál magasabb feszültséget szolgáltat. Lásd itt a Hydro One által a házamba szállított feszültségek összefoglalóját a 2015 decemberével kezdődő hónapokban. Bár nem szélsőséges, ezek a magasabb feszültségek miatt az összes készülékem több energiát használ, mint amennyire a normális működéshez szükségük van. A havi mérések részletei az archívumban találhatók.

8. A Hydro One kifogásai

Az elmúlt években, amikor panaszt tettem az Ontario Hydro, ma Hydro One vállalatnál az otthonomban lévő magas feszültség miatt, több különböző “okot” is felhoztak, de ezek közül egyik sem volt logikus vagy érvényes.

• “De akkor a szomszédok feszültségét is csökkentenünk kellene”. – Doh! Hát persze, hogy csökkenteni kellene. Az összes szomszédom feszültsége túl magas, akárcsak az enyém, ezért csökkenteni kellene.
• “Szeretünk magasabb feszültséget szolgáltatni, hogy a motorok könnyebben induljanak”. – Már elnézést, de én lakónegyedben lakom, NEM ipari parkban, és egy kezemen meg tudom számolni, hány jelentős motor van a házamban. Mindegyikük 120 VAC-ra van méretezve, és azon a feszültségen tökéletesen működnek.
• “De a feszültség változik, és nem mindig magas.” – Igen, a feszültség változik rendesen, és azokra az időkre panaszkodom, amikor túl magas. 2015 decemberében 135 különböző alkalommal mértem a feszültséget, többé-kevésbé véletlenszerűen nappal és éjszaka (kicsit álmatlan vagyok), és a feszültség soha nem volt kevesebb, mint 121,0 VAC (már magasabb, mint a névleges 120 volt) és nem volt magasabb, mint 127,2 VAC. A hónap során végzett méréseim átlaga 124,25 VAC volt, így a szomszédaim és én körülbelül 8%-kal több energiát használtunk a szükségesnél. És igen, a tél hátralévő részében a feszültség a legtöbbször még mindig túl magas volt. (További részletekért lásd a méréseim grafikonjait.)
• “De te mindent rosszul csinálsz! Az áram csökken, ahogy nő a feszültség, tehát a teljesítmény nem változik.” – Ezt a “dumát” több személy is megpróbálta rajtam (egyikük az energiaiparban dolgozó szakember). Ez az Ohm-törvény teljes félremagyarázása, amiről bármelyik fizika vagy elektrotechnika tankönyvben való hivatkozással meggyőződhetünk. Az általános elv, miszerint “a teljesítmény ugyanaz marad”, csak azokra az elektromos távvezetékekre vonatkozik, amelyek állandó teljesítményt táplálnak egy termelőállomásról egy transzformátor-alállomásba. Az Ön otthona nem egy transzformátor alállomás, hanem egy “változó terhelés”, amely állandó feszültséget igényel. További részleteket itt talál. Azt állítani, hogy “a teljesítmény változatlan marad”, hazugság, ellentétes a fizika törvényeivel, és egy szép kis propaganda, amelyet az energiaipar tényszerű kritikája elől való elrejtőzésre használnak. Ez a szöveg talán működik a politikusoknál és néhány újságírónál, de nálam nem működik, és neked sem szabadna működnie.

Mindez a Hydro One és az energiaipar részéről, akik szeretik magukat a takarékosság és az energiahatékonyság védelmezőinek beállítani.

9. A lényeg

Az átlagos feszültségnek egy 24 órás időszak alatt 120,0 VAC-nak kellene lennie, és mondjuk 117 és 123 volt, vagy jobb esetben 118 és 122 volt között változnia, az ellátási és terhelési viszonyoktól függően. Tehát a feszültségnek az idő kb. felében 120 volt felett, az idő másik felében 120 volt alatt kell lennie. A Hydro One-nak arra kellene törekednie, hogy minden lakónegyedben elérje ezt az ellátási szintet. Ez tisztességes és megfelelő, és nem okozza azt, hogy a készülékeink több áramot és energiát használjanak, mint amennyit kellene, vagy hogy több pénzünkbe kerüljön, mint amennyit fizetnünk kellene. Nálam azonban a méréseim azt mutatják, hogy a feszültség legalább 2018 eleje óta és 2020 júniusáig az idő több mint 80%-ában általában 120,0 VAC felett van. Reméljük, hogy a 2020. június eleje óta fennálló feszültséghelyzet nem a kivétel, hanem a szabály lesz.

Az intelligens fogyasztásmérőkkel és más telemetriai rendszerekkel a Hydro One pontosan tudja, hogy mekkora feszültséget szolgáltat, és nincs mentségük arra, hogy ne legyenek tisztában az általam fentebb leírt túlzott és költségesfeszültséggel.

A saját otthonomban végzett számos mérés eredményeit itt foglaltam össze. Havonta nagyszámú mérést kell végezni (jelenleg havonta körülbelül 4000 automatikus mérést) a pontosság biztosítása és a terhelés és az ellátási kapacitás óráról órára és napról napra történő változásának hatásainak leküzdése érdekében.

A múlt havi feszültségméréseket itt foglaljuk össze. Kérjük, tekintse meg a korábbi hónapok méréseinek archívumát is (2015 decemberéig visszamenőleg).