1.8. Импульсное напряжение

Искажение формы кривой питающего напряжения может про­исходить за счет появления высокочастотных импульсов при ком­мутациях сети, работе разрядников и т.п.

Импульс напряжения - резкое изменение напряжения в точке элек­трической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток време­ни до нескольких миллисекунд (т. е. меньше полупериода) (рис. 4).

Рис. 4. Импульс напряжения

Импульсное напряжение характеризуют следующие величины:

амплитуда импульса U_имп - максимальное мгновенное значение импульса напряжения;

длительность импульса - интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгно­венного значения напряжения до первона­чального или близкого к нему уровня; ча­сто длительность импульса оценивается по уровню 0,5 его амплитуды ∆t_имп о,5.

В электрическую сеть напряжением 220...380В может проникать импульсное напряжение до 3... 6 кВ.

Наиболее чувствительны к импульс­ным напряжениям электронные и микро­процессорные элементы систем управления и защиты, компьютеры, серверы и компьютерные станции.

Основным способом защиты от импульсных напряжений является использование ограничителей перенапряжения (ОПН) на основе металло- оксидных соединений.

1.9. Временное перенапряжение

Временное перенапряжение - повышение напряжения в точке электрической сети выше 1,1U_ном продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях.

Коэффициент временного перенапряжения К_перU - величина, равная отношению максимального значения огибающей ампли­тудных значений напряжения за время существования временно­го перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети. Длительность временного перенапряжения ∆t_перU - интервал времени между начальным моментом возникновения временного перенапряжения и моментом его исчезновения.

2. Влияние отклонения частоты в энергосистеме на работу электроприемников

Различают электромагнитное и технологическое влияние отклоне­ния частоты на работу электроприемников. Электромагнитная состав­ляющая обусловливается увеличением потерь активной мощности и ростом потребления активной и реактивной мощностей. Можно счи­тать, что снижение частоты на 1 % увеличивает потери в сетях на 2%.

2.2. Влияние отклонения напряжения на работу электроприемников

Каждый приемник электроэнергии спроектирован для работы при номинальном напряжении и должен обеспечивать нормаль­ное функционирование при отклонениях напряжения от номиналь­ного на заданную ГОСТ величину. При изменении напряжения в пределах этого рабочего диапазона могут изменяться значения вы­ходного параметра приемника электроэнергии, например темпе­ратура в электротермической установке, освещенность у электро­осветительной установки, полезная мощность на валу электродви­гателя и т.д.

Одновременно с изменением выходных параметров, а в ряде слу­чае даже когда выходные параметры не изменяются, изменение напряжения приводит к изменению потребляемой приемником элект­роэнергии мощности.

Работа электротермических установок при значи­тельном снижении напряжения существенно ухудшается, так как уве­личивается длительность технологического процесса.

Печи сопротивления прямого и косвенного действия имеют мощ­ности до 2000 кВт и подключаются к сети напряжением 0,38 кВ, коэффициент мощности близок к 1,0. Регулирующий эффект актив­ной нагрузки печей сопротивления равен 2. Повышение напряже­ния приводит к перерасходу электроэнергии.

Индукционные плавильные печи промышленной частоты и по­вышенной частоты представляют собой трехфазную электрическую нагрузку «спокойного» режима работы. Печи повышенной часто­ты питаются от вентильных преобразователей частоты, к которым подводится переменный ток напряжением 0,4 кВ. Индукционные печи имеют низкий коэффициент мощности: от 0,1 до 0,5.

Вентильные преобразователи обычно имеют систе­му автоматического регулирования постоянного тока путем фазо­вого управления. При повышении напряжения в сети угол регули­рования автоматически увеличивается, что приводит к увеличению потребления мощности преобразователем. Регулирующие эффек­ты нагрузки для ртутно-выпрямительного агрегата с электролизе­ром для активной мощности 3,5; для реактивной мощности 7,6.

Электросварочные установки переменного тока ду­говой и контактной сварки представляют собой однофазную нерав­номерную и несинусоидальную нагрузку с низким коэффициентом мощности: 0,3 - для дуговой сварки и 0,7 - для контактной. При снижении напряжения до 0,9U_НОМ время сварки увеличивается на 20 %, а при выходе его за пределы (0,9... 1,1)U_НОМ возникает брак сварных швов.

Электрохимические и электролизные установки работают на постоянном токе, который получают от преобразова­тельных подстанций, выпрямляющих трехфазный переменный ток. Коэффициент мощности установок 0,8... 0,9. Работа электролизных установок при пониженном напряжении приводит к снижению про­изводительности, а повышение напряжения - к недопустимому пе­регреву ванн электролизера.

Установки электрического освещения с лампа­ми накаливания, люминесцентными, дуговыми, ртутными, натри­евыми, ксеноновыми лампами применяются на всех предприяти­ях для внутреннего и наружного освещения. В производственных цехах в настоящее время применяются преимущественно дуговые ртутные лампы высокого давления типов ДРЛ и ДРИ 220 В. Ава­рийное освещение, составляющее 10% от общего, выполняется лампами накаливания. Коэффициент мощности светильников с ин­дивидуальными конденсаторами 0,9...0,95, а без них - 0,6. Лишь лампы накаливания имеют коэффициент мощности 1,0. В цехах, лабораториях, административных помещениях, требующих повы­шенной освещенности и правильной цветопередачи, устанавлива­ют люминесцентные лампы. Для наружного освещения рекомен­дуются лампы типа ДРЛ. Регулирующий эффект у ламп накалива­ния в области номинального напряжения равен 1,6. Статическую характеристику по напряжению для ламп накаливания приближен­но можно записать так:

 (10)

Необходимо отметить, что при изменении напряжения изменя­ется освещенность, световой поток и срок службы лампы. На каж­дый процент понижения напряжения световой поток уменьшается приблизительно на 3,6 %. Срок службы увеличивается приблизитель­но на 1,3%.

Люминесцентные лампы также изменяют свое потребление с из­менением напряжения.