Влияние эмп на электроприемники, системы управления, защиты и эвм Восприимчивость осветительных электроприемников к эмп

Проведенные исследования показывают, что из всех ЭМП на осветительные ЭП наибольшее влияние оказывают отклонения, колебания и провалы напряжения. В качестве источников света на промышленных предприятиях наибольшее распространение имеют дуговые и люминисцентные лампы, наименьшее лампы накаливания. Доля ламп накаливания на современных промышленных предприятиях не превышает 10 % от мощности осветительных установок. При отклонениях напряжения изменяется световой поток F_л, мощность Р_л, световая отдача H_л и срок службы t_сл ламп.

Ниже приведены зависимости этих характеристик от отклонений напряжения, а на рис.3.1 и 3.2 представлены графики изменения светового потока и срока службы различных ламп от величины ОН:

- для ламп накаливания

(3.1)

(3.2)

(3.3)

(3.4)

- для ламп ДРЛ

(3.5)

(3.6)

; (3.7)

- для люминисцентных ламп

(3.8)

(3.9)

; (3.10)

где относительное значение фактического напряжения.

Большое влияние на качество освещения оказывают колебания и провалы напряжения. Колебания и провалы напряжения вызывают мигание света, что отрицательно сказывается на зрении человека. Наибольшая чувствительность глаза к колебаниям напряжения наблюдается при частоте колебаний 8-10 Гц. Различные источники света по-разному реагируют на колебания напряжения. Так при одной и той же величине и частоте размахов изменения напряжения, величина колебаний светового потока у газоразрядных источников света примерно в два раза меньше чем у ламп накаливания. Оценка допустимости колебаний для осветительных электроприемников производится или по кривым допустимых размахов колебаний или по дозе фликера.

Рис.3.1. Зависимость изменения светового потока ламп от

величины отклонения напряжения

1 – для лампы типа ДРЛ 400 (10) - 4 с F_н=24000 лм;

2 – для лампы типа ЛБ 80-1 с F_н=5400 лм;

3 – для лампы типа Г 215-225-300 с F_н=4610 лм.

Рис.3.2. Зависимость изменения срока службы ламп от

величины отклонения напряжения 1 – для лампы типа ДРЛ 400 (10) - 4 с t_н=15000 ч;

2 – для лампы типа ЛБ 80-1 с t_н=12000 ч;

3 – для лампы типа Г 215-225-300 с t_н=1000 ч.

Влияние эмп на электротехнологические установки

Режим работы каждой электротермической установки характеризуется определенным набором параметров режима (ток, температура, угол управления и т.д.), значения которых определяются не только видом, назначением, конструкцией установки и особенностями технологического процесса, но и зависят от параметров поступающей в электротермическую установку электрической энергии. Эффективность работы всех электротермических установок во многом определяют наличием в питающей сети ЭМП, при этом ЭМП могут оказывать влияние как непосредственно на физику протекающих процессов, так и на отдельные элементы электрооборудования электротермических установок. В целом это приводит к изменению технико-экономических показателей этих установок. Проведенные исследования показывают, что наибольшее влияние на, эффективность работы электротермических установок оказывают отклонения напряжения (ОН). Отклонения напряжения как вверх, так и вниз от номинального значения приводит к изменению производительности, расходов и потерь ЭЭ.

На некоторые виды электротермических установок (индукционные печи, магнитодинамические установки, установки с преобразователями частоты) оказывают влияние отклонения частоты.

Если в состав электротермических установок входят конденсаторные установки, то существенное влияние на них оказывают искажения формы кривой напряжения (несинусоидальность напряжения).

Колебания и провалы напряжения не оказывают влияния на электротермические установки в силу их значительной тепловой инерции.

Несимметрия напряжения ощутимого влияния на экономические характеристики электротермических установок не оказывает (за исключением МДН), однако для однофазных установок ее надо учитывать, так как несимметрия напряжения влияет на отклонения напряжения.

Проведенные исследования показывают, что все виды ЭМП оказывают существенное влияние на системы управления электротермических установок.

Брака продукции или изменения ее качества, срыва технологических процессов при отклонениях напряжения в пределах 10 % от U_ном для большинства электротермических установок не наблюдается.

Рассмотрим влияние отклонений напряжения на основные электротермические установки.

Печи сопротивления периодического действия (печи отжига). Работа этих печей с напряжением, отличным от номинального, сопровождается соответствующим изменением мощности, потребляемой нагревателями печи:

, (3.1)

что, в свою очередь, влечет за собой изменение времени нагрева печи и садки t_н и расхода электроэнергии W_н.

Рис.3.3. Зависимость изменения производительности и

удельного расхода электроэнергии печи ПЭО-700 от величины

отклонения напряжения

Зависимость t_сл в функции отклонения напряжения приведена на рис.3.4.

Печи сопротивления методического действия. Для этих печей характерно постоянство производительности при действии ОН. Она зависит лишь от технологического режима термической обработки изделий. Влияние ОН проявляется в изменении удельного расхода электроэнергии (УРЭ). Печи обычно имеют несколько зон нагрева и выдержки, а нагреватели работают в повторно-кратковременном режиме.

Рис.3.4. Влияние величины отклонения напряжения на относительный срок службы нагревательных элементов печи сопротивления

Таблица 3.1 Зависимости изменения производительности, удельного расхода электроэнергии и потерь мощности от отклонения напряжения

Виды электроприемников	Уравнения регрессии для П*, уд*, Р* в %10-3
Металлорежущие станки с приводом от АД	П*=35U-0,5U2 Р*=290U+3U2
Кривошипно-шатунные прессы	П*=16U-0,4U2 Р*=290U+3U2
Печи сопротивления периодического Действия	П*=900U-10U2 уд*=2,5U2-275U
Печи сопротивления методического Действия	Производительность не зависит от величины отклонения напряжения уд*=7,5U2-425U
Дуговые сталеплавильные печи емкостью до 10 т (дуплекс-процесс)	П*=675U-25U2 уд*=4U2-580U
Индукционные тигельные печи	П*=2200U уд*=1,5U2-185U
Тиристорные преобразователи частоты (индукционный нагрев)	Производительность не зависит от величины отклонения напряжения уд*=10U2+200U
Ламповые генераторы (индукционный нагрев)	Производительность не зависит от величины отклонения напряжения уд*=25U2-450U
Машинные преобразователи частоты (индукционный нагрев)	Δуд* не зависят от δU Р*=2U2+200U

Дуговые сталеплавильные печи. Степень влияния отклонений напряжения на ДСП зависит от типа регуляторов мощности. В настоящее время на дуговых печах применяют следующие типы регуляторов:

1) поддерживающие постоянным полное сопротивление фазы печи;

2) поддерживающие постоянным ток дуги.

Регуляторы первого типа, называемые дифференциальными, получили наибольшее распространение в дуговых печах. Они обладают следующими преимуществами перед токовыми регуляторами: 1) при исчезновении напряжения на печи (отключение высоковольтного выключателя) электрод остается неподвижным; 2) данные регуляторы позволяют осуществлять автоматическое зажигание дуг. Недостатком дифференциальных регуляторов является зависимость изменения мощности печи от квадрата изменения напряжения.

Рис.3.5. Зависимость изменения удельного расхода электроэнергии

печей сопротивления методического действия от величины

отклонения напряжения:

1 – печь сопротивления «АИСБ»;

2 – печь сопротивления «Бирлек».

Функциональная зависимость изменение мощности дуги от  для дуговых печей емкостью 3 т приведена на рис.3.6.

Рис.3.6. Зависимость изменения мощности дуги для ДСП

емкостью 3 т от величины отклонения напряжения

В среднем для печей небольшой емкости можно принять, что изменение мощности дуги составляет 0,7-0,8% на один процент ОН.

В работах [4, 10, 40] и на рис.3.7 приведены усредненные зависимости для ДСП, а в табл.3.1 регрессионные уравнения для этих зависимостей.

Рис.3.7. Зависимость изменения производительности и

удельного расхода электроэнергии ДСП от величины отклонения напряжения

Индукционные тигельные печи.

Производительность ИТП зависит от времени плавки и времени выдерж-ки металла в печи. Для многих печей t_в = 0 и производительность можно определять как П = G_М/t_ПЛ.Ф.

Относительные производительности и УРЭ для ИТП рассчитываются по формулам:

; (3.30)

, (3.31)

где .

На рис.3.8 приведены зависимости для ИТП, а в табл.3.1 регрессионные уравнения для данных зависимостей.

Рис.3.8. Зависимость изменения производительности и

удельного расхода электроэнергии ИТП от величины отклонения напряжения

Электромашинные преобразователи частоты. Мощность, подводимая к изделию определяется как:

, (3.35)

где I_и - ток, протекающий по заготовке;

R_и - активное сопротивление нагреваемого слоя;

n_и - число витков индуктора.

Относительное изменение удельного расхода электроэнергии при отклонениях напряжения зависит от режима работы индукционной установки:

1) если время нагрева заготовки не зависит от отклонений напряжения, то

; (3.40)

2) если время нагрева зависит от ЭМП, то

, (3.41)

где - относительное изменение потерь мощности.

На рис.3.9 приведена зависимость для машинных преобразователей частоты, а в табл.3.1 регрессионное уравнения для данной зависимости.

Рис.3.9. Зависимость изменения потерь мощности от величины отклонения напряжения

Тиристорные преобразователи частоты. Отклонения частоты не влияют на технико-экономические характеристики тиристорных преобразователей частоты. Преобразователь конструктивно состоит из двух блоков: выпрямителя и инвертора. Выходное напряжение выпрямителя изменяется пропорционально изменению напряжения сети. Действующее значение напряжения инвертора, связано с выходным напряжением выпрямителя следующим выражением:

φ_и), (3.42)

где - выходное напряжение выпрямителя при K_U=1;

- угол сдвига между напряжением и основной гармоникой тока инверто-

ра.

Отклонения напряжения в питающей сети приводят также к изменению сдвига фаз между инверторным напряжением и током, то есть к изменению потребляемой преобразователем реактивной мощности:

. (3.44)

На рис.3.10 приведена зависимость для тиристорных преобразователей частоты, а в табл.3.1 регрессионное уравнения для этой зависимости.

Рис.3.10. Зависимость изменения удельного расхода электроэнергии от величины отклонения напряжения