Влияние качества напряжения на работу электроприемников
Влияние ПКЭ на работу приемников многопланово и определяется протекающими в них физическими процессами. В настоящей лекции оно рассматривается по характерным группам приемников: асинхронные и синхронные двигатели, трансформаторы, конденсаторные установки, электротермическое оборудование, электросварочные установки, полупроводниковые преобразователи, аппаратура управления и защиты, осветительные приборы, вычислительная техника, бытовые электроприемники и т.д.
Влияние отклонения напряжения на работу электроприемников
Отклонение напряжения в электрических сетях – весьма частое явление. Характер его влияния на те или иные характеристики существенно зависят от вида электроприемников. Изменение на зажимах приемника вызывает изменение его технико-экономических показателей.
Асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электроприемниками. При постоянной частоте вращения (или скольжении) вращающий момент двигателя пропорционален квадрату напряжения. Если момент сопротивления на валу не изменяется, то при снижении напряжения несколько уменьшается частота вращения и возрастает сила тока, потребляемого двигателем из сети. Если двигатель работает с недогрузкой, то снижение напряжения в целом благоприятно, так как снижается магнитный поток и, соответственно, реактивная мощность, потребляемая из сети. При номинальном моменте на валу снижение напряжения ведет к перегрузке двигателя, при значительном снижении напряжения возможно остановка двигателя, если момент сопротивления рабочей машины превысит максимальный момент двигателя.
Синхронные двигатели подвержены влиянию отклонения напряжения в меньшей степени, так как их максимальный вращающий момент пропорционален первой степени напряжения и может регулироваться с помощью тока возбуждения.
Лампы накаливания при снижении напряжения заметно снижают светоотдачу, а при повышении напряжения значительно снижается срок службы.
Люминесцентные лампы менее чувствительны к отклонениям напряжения. При повышении напряжения их световой поток увеличивается, а при снижении уменьшается в меньшей степени, чем у ламп накаливания. При снижении напряжения ухудшаются условия зажигания ламп, возникают мигания, вызывающие у людей повышенную утомляемость глаз. Срок службы ламп сокращается при отклонениях напряжения в любую сторону, так как это приводит к усилению процесса распыления оксидного покрытия электродов.
Электрические печи. Технологические последствия изменения сетевого напряжения проявляются в изменении их температурного режима. Снижение напряжения приводит к увеличению длительности технологического процесса, снижению качества и т.д. Например, снижение напряжения питания электродуговых печей на 7% приводит к удлинению процесса плавки в 1,5 раза. Повышение напряжения выше 1,05Uном приводит к перерасходу электроэнергии.
Отклонение напряжения неблагоприятно сказывается на работе электросварочных машин, особенно установок автоматической сварки. Для аппаратов ручной сварки это влияние значительно меньше. Снижение напряжения приводит к ухудшению качества швов. Изменение питающего напряжения на ±20% у машин контактной сварки приводит почти к 100% браку. Повышение напряжения приводит к непропорциональному росту реактивной мощности сварочных трансформаторов при холостом ходе вследствие насыщения магнитной цепи.