- •131. Пиковые нагрузки. Цель и последовательность расчета.
- •132. Выбор защитной аппаратуры в низковольтных сетях.
- •133. Требования пуэ к защите низковольтных электрических сетей.
- •134. Выбор сечений проводов и жил кабелей.
- •135. Схемы питания осветительных установок.
- •136. Выбор сечений проводников осветительной сети.
- •137. Режимы заземления нейтрали в электрических сетях. Общие положения.
- •138. Сети с изолированной нейтралью.
- •139. Сети с глухо- и эффективно заземленной нейтралью.
- •140. Сети с компенсацией емкостного тока замыкания на землю.
- •141. Сети с резистивным заземлением нейтрали.
- •142.Качество электроэнергии. Общие понятия.
- •143. Причины снижения качества электрической энергии.
- •144. Последствия снижения качества электрической энергии. Мероприятия по повышению качества электрической энергии.
- •145. Компенсация реактивной мощности. Общие положения.
- •146. С какими техническими и экономическими целями осуществляется на промышленных предприятиях установка устройств, компенсирующих реактивные нагрузки?
- •147. Организационные мероприятия по компенсации реактивной мощности.
- •148. Технические мероприятия по компенсации реактивной мощности и технические средства, применяемые для их реализации.
- •149. Технико-экономические расчеты в системах электроснабжения.
- •150. Виды тарифов на электрическую энергию.
144. Последствия снижения качества электрической энергии. Мероприятия по повышению качества электрической энергии.
Отклонение и колебания частоты приводят к увеличению потерь мощности и напряжения, т.к. потребляемая мощность Р пропорциональна частоте f, а именно:
,
где в зависимости от характера нагрузки.
Отклонение напряжения вызывает наиболее неблагоприятные последствия и наносит наибольший материальный ущерб по сравнению с изменением других показателей качества электроэнергии, даже если они находятся в пределах ГОСТа.
Для асинхронных двигателей (АД) изменение напряжения на 10% меняет пусковой, рабочий и максимальный момент, примерно, на 20% (табл. 1).
Таблица 1 - Изменение параметров асинхронного электродвигателя при отклонении напряжения от номинального значения
| ||
Характеристики двигателей |
Изменение характеристики при изменении напряжения | |
-10% |
10% | |
Пусковой и максимальный вращающий момент |
-19% |
21% |
|
|
|
Синхронная частота вращения |
const |
const |
|
|
|
Скольжение, % |
23% |
-17% |
Частота вращения при номинальной нагрузке |
-1,5% |
1% |
Коэффициент полезного действия при нагрузке: |
|
|
номинальной |
-2% |
1% |
75% Рн |
const |
const |
50% Рн |
-1÷2% |
1÷2% |
|
|
|
Коэффициент мощности при нагрузке: |
|
|
100% Рн |
1% |
-3% |
75% Рн |
2÷3% |
-4% |
50% Рн |
4÷5% |
-5÷-6% |
|
|
|
Ток ротора при номинальной нагрузке |
14% |
11% |
Ток статора при номинальной нагрузке |
10% |
-7% |
Пусковой ток |
-10÷-12% |
10-12% |
Прирост температуры обмотки при номиналь- |
5-6° |
не меняется |
ной нагрузке |
|
|
Кроме того, меняются скольжение, коэффициент полезного действия, ток статора и ротора и т.д. Срок службы изоляции двигателя при этом сокращается вдвое.
Увеличиваются активные и реактивные потери. Увеличение напряжения на 1% увеличивает потребляемую реактивную мощность на 3%. При установке АД в поточных линиях изменение напряжения сказывается на производительности и качестве из-за изменения скорости вращения двигателя.
При сварочных работах ухудшается качество шва и растет расход реактивной энергии.
Увеличение напряжения резко сокращает срок службы осветительных приборов, так увеличение напряжения всего на 5% сокращает срок службы вдвое, а на 10% - в четыре раза.
Уменьшение напряжения резко сокращает световой поток, т.к. он пропорционален квадрату тока, что резко снижает комфортные условия и может вызвать травматизм.
Электронные устройства вообще не допускают отклонения напряжения, поэтому они снабжаются стабилизаторами.
Колебания напряжения увеличивают травматизм с позиции освещения, т.к. резко возрастает утомляемость людей. У ламп дневного света возможен стробоскопический эффект, а в сетях, содержащих конденсаторы для компенсации реактивной мощности, - появление резонансных явлений.
При протекании токов высших гармоник по элементам СЭС в них возникают дополнительные потери энергии, которые пропорциональны . Под воздействием токов высших гармоник происходит более интенсивное старение изоляции, чем от действия первой гармоники, т.к. увеличивается нагрев обмоток двигателей. Например, при КНС = 10% стоимость ремонта кабелей возрастает на 20%. В конденсаторах под воздействием высших гармоник возникают резонансные явления, повышающие эквивалентный ток в 3-5 раз. Несинусоидальность резко снижает точность измерительных приборов, вредно действует на работоспособность релейной защиты.
Наличие несимметрии нагрузок фаз вызывает появление токов обратной и нулевой последовательностей.
В АД несимметрия напряжений обусловливает дополнительный нагрев, а также обратный вращающий момент. Снижение момента пропорционально квадрату коэффициента несимметрии.
Поскольку сопротивление обратной последовательности обмоток АД в 5-7 раз меньше сопротивления прямой последовательности, то возникает дополнительный нагрев ротора и статора, снижающий допустимую нагрузку и срок службы двигателя. Например, при КНС = 4% срок службы АД сокращается в 2 раза.