Билет 18. Вопрос 1: Влияние несимметрии напряжения на работу электроприемников

результирующего напряжения, при появлении в трехфазной сети напряжения обратной последователь­ности ухудшается режим напряжений как трехфазных, так и одно­фазных электроприемников.

Рис. 8. Влияние появления напряжения обратной последовательности на величину результирующих напряжений сети:

а - векторная диаграмма напряжений прямой последовательности; б - векторная диаг­рамма напряжений обратной последовательности; в - векторная диаграмма результи­рующих напряжений

Особенно неблагоприятно влияет напряжение обратной после­довательности на работу вращающихся электрических машин.

В асинхронных двигателях несимметрия напряжения вызывает дополнительный нагрев, а также противодействующий вращающий момент, Поскольку сопротивление обратной последовательности асинхронных двигателей в 5...7 раз меньше сопротивления прямой последовательности, то при наличии даже небольшой составляю­щей обратной последовательности возникает значительный ток. Этот ток накладывается на ток прямой последовательности и вы­зывает перегрев двигателя, в результате чего уменьшается его рас­полагаемая мощность. Быстро стареет изоляция и т.д. Так, срок службы полностью загруженного двигателя, работающего при ко­эффициенте несимметрии 4%, сокращается в два раза.

При появлении в трехфазной сети напряжения нулевой последо­вательности ухудшаются режимы напряжений для однофазных при­емников. Токи нулевой последовательности постоянно протекают через заземлители и значительно высушивают грунт, увеличивая сопротивление заземляющих устройств.

Несимметрия напряжения значительно ухудшает режимы рабо­ты многофазных вентильных выпрямителей. В результате различия напряжения по фазам значительно увеличивается пульсация вы­прямленного напряжения. Значительное отрицательное влияние не­симметрия напряжения может оказывать на систему импульсно-фазового управления тиристорных преобразователей.

Конденсаторные установки при несимметрии напряжений нерав­номерно загружаются реактивной мощностью по фазам, что дела­ет невозможным полное использование установленной мощности. Кроме того, конденсаторные установки в этом случае усиливают уже существующую несимметрию, так как выдача реактивной мощ­ности в сеть в фазе с наименьшим напряжением будет меньше, чем в остальных фазах (пропорционально квадрату напряжения).

Несимметрия напряжения значительно влияет и на однофазные потребители. Если фазные напряжения неодинаковы, то, например, лампы накаливания, подключенные к фазе с более высоким напря­жением, имеют больший световой поток, но значительно меньший срок службы по сравнению с лампами, подключенными к фазе с меньшим напряжением. Несимметрия усложняет работу релейной защиты, ведет к ошиб­кам при работе счетчиков электроэнергии и т.д.

Вопрос 2: Виды управляемых инверторов. Схема инверторов с широтно-импульсной модуляцией

Существует 2 вида управляемых инверторов- инверторы, в которых улучшение гармонического спектра достигается широтно-импульсной модуляцией;  - инверторы, в которых эта задача решается формированием многоступенчатых кривых выходного напряжения амплитудно-импульсной модуляцией. широтно-импульсная модуляция — способ используемый для контроля величины напряжения и тока. Принцип действия ШИМ состоит в изменении ширины импульса постоянной амплитуды при постоянной частоте.

Смысл таков: «есть два маленьких графика, почему то я не могу перебросить их. короче смысл такой: в ШИМ импульс по амплитуде и по длительности не изменяется, а в ЧИМ импульс можно регулировать»

Билет 19

Вопрос 1: Влияние несинусоидального напряжения на работу электроприемников

Для оценки влияния напряжения высших гармоник на напряже­ние в сети рассмотрим, как меняется мгновенное (или действующее) значение напряжения на зажимах элект­роприемника в этом случае (рис. 9).

Рис. 9. Влияние напряжения высшей гармоники на результирующее напряжение сети

Допустим, что в сети появляется на­пряжение высшей гармоники с порядко­вым номером 2 (вторая гармоника), оче­видно, что возрастает амплитудное значение напряжения, а также его дей­ствующее значение.

Воздействие тока второй гармоники (f= 100 Гц) аналогично воздействию об ратной последовательности, тока третьей гармоники (F= 150 Гц) - появлению     нулевой последовательности. При появ­лении тока гармоники с большим поряд­ковым номером проявляется поверхностный эффект (вытеснение тока к поверхности проводника), что приводит к дополнительным потерям тепла, нагреву изоляции электрооборудования и снижению срока его службы.

В целом несинусоидальные режимы обладают теми же недостат­ками, что и несимметричные. Однако несинусоидальные токи при­водят к большему дополнительному нагреву вращающихся машин, а также к большему дополнительному нагреву и увеличению диэлектрических потерь в конденсаторах, кабелях.

Проникновение высших гармоник в сеть приводит к нарушени­ям работы устройств телемеханики, автоматики, релейной защи­ты. В сети возможно возникновение резонансных режимов на высших гармониках, при этом резко возрастают токи и напряжения на отдельных участках сети.

Вопрос 2:Энергосберегающие лампы

Основные конструкционные элементы люминесцентной лампы — колба, электронный балласт и цоколь.

Изогнутая колба люминесцентной лампы покрыта слоями люминофора, наполнена инертным газом и, в небольшом количестве, парами ртути — их ионизация и вызывает свечение лампы при подключении питания.  Внутри колбы расположены вольфрамовые электроды.

Сами по себе лампы, покрытые люминофором и содержащие пары ртути, при подключении питания работать не будут — требуется пускатель-балласт, встроенный в лампу между цоколем и колбой.

Подача питания вызывает разряд между электродами, ток проходит через смесь инертного газа и паров ртути, быстрые электроны наталкиваются на медлительные атомы ртути — лампа зажигается.

Характеристики энергосберегающей лампыв сравнении с лампой накаливания

Плюсы:

значительно меньшее, по сравнению с лампами накаливания, потребление электроэнергии при большей светоотдаче. 10-15%

значительный срок службы 10 000ч.

в течение всего срока работы интенсивность освещения компактными люминесцентными лампами не изменяется;

наибольшая температура работающей энергосберегающей лампы 

в производимом световом потоке полностью отсутствует мерцание (стробоскопический эффект)

Минусы:

высокая цена

на разогрев до полной яркости светоизлучения этим лампам требуется от 30 секунд до двух минут

срок исправной работы компактных люминесцентных ламп зависит от частоты включения и выключения питания

нельзя разбивать стеклянную колбу лампы, т.к. пары ртути попадут в помещения 

Билет 20. Вопрос 1:Задачи регулирования напряжения при симметричных режимах

На рис. 19.10, б изменение напряжения вдоль линии условно изоб­ражено прямыми линиями. Напряжение всех электрических ступе­ней приведено к напряжению одной ступени. Сплошными линиями показаны напряжения в режимах напряжения наибольшей и наименьшей нагрузок при отсутствии в сети каких-либо средств для измене­ния напряжения.

В этом случае в линиях распределительной сети воз­никают значительные отклонения от номинального напряжения (точ­ки U’_d и U”_d). Очевидно, что это затрудняет, а в ряде случаев и не позволяет обеспечить допустимые отклонения напряжения у ЭП. Изменение коэффициента трансформации трансформатора Т2 в дан­ном случае не улучшает режима напряжений в распределительной сети, так как напряжения на шинах ИП при этом увеличиваются на некоторую величину Е во всех режимах одинаково. Таким образом, разность отклонений напряжения от номинального остается прежней:

 

U”_d - U’_d =U”_dE - U’_dE.

 

Режим напряжений в распределительной сети может быть улуч­шен, например с помощью автоматического регулирования коэффи­циента трансформации трансформатора Т2. При этом на шинах ИП будет обеспечено так называемое встречное регулирование напря­жения. Под встречным регулированием напряжения понимают по­вышение напряжения в режиме наибольших нагрузок до +5.„8% номинального в режиме наибольших нагрузок (U’_встр на рис. 19.10, в) и понижение напряжения до номинального (или ниже) в режиме наи­меньших нагрузок (U’_встр) при линейном изменении в зависимости от нагрузки. Регулирование напряжения (штриховые линии на рис. 19.10, в) необходимо для обеспечения требуемого режима на­пряжений у ЭП.

Следует иметь в виду, что автоматическое регулирование коэф­фициента трансформации трансформаторов (а также автотрансфор­маторов и линейных регуляторов) производится не плавно, а с опре­деленной зоной нечувствительности. Зоной нечувствительности называют некоторую полосу изменения напряжения, при которой не происходит срабатывания регулирующей аппаратуры. Ее значе­ние зависит от ступени регулирования, которой называется напря­жение между двумя соседними регулировочными ответвлениями трансформаторов с устройством РПН. Например, для трансфор­маторов напряжением 110 кВ ступень регулирования равна 1,78% напряжения среднего ответвления (115 кВ).

На трансформаторах напряжением 10/0,4 кВ нет регулирова­ния под нагрузкой, и переключение ответвлений может осуществ­ляться только при отключенном трансформаторе (без возбуждения). При изменении ответвления можно получить дополнительную до­бавку напряжения δU_отв = ± 2,5 или ± 5 %.

При проектировании сетей используют понятие допустимой потери напряжения, которая при наличии встречного регулирования может достигать ∆U_доп = 10... 12% номинального значения напря­жения, и без встречного регулирования ∆U_доп = 6... 7%. В большинстве случаев реальные потери напряжения оказываются меньше до­пустимых, за исключением протяженных воздушных сетей низшего напряжения в сельских районах.

Под регулированием напряжения понимается автоматическое текущее изменение напряжения по желаемому закону. Необходимо подчеркнуть, что регулирование напряжения изменяет его значе­ние только в системе прямой последовательности.

Принципиально способы регулирования напряжения можно раз­делить на две основные группы:

изменение потерь напряжения в элементах сети;

регулирование напряжения на питающем и приемном конце сети - регулирование возбуждения генераторов и коэффициента трансформации трансформаторов с РПН.

Целесообразность применения того или иного способа регули­рования напряжения определяется местными условиями в зависи­мости от протяженности сети и ее схемы, резерва реактивной мощ­ности и т.п.