Влияние колебаний напряжения на работу электроприемников

Наиболее чувствительны к колебаниям напряжения осветительные приборы, вызывающим соответствующие колебания освещенности. Именно этим вызвано включение дозы фликера в показатели качества электроэнергии.

Раздражение глаз, вызываемое колебанием напряжения, зависит от многих факторов и прежде всего – от амплитуды или размаха колебаний освещенности и частоты их повторения. Установлено, что человеческий глаз чувствителен к изменениям яркости и наличию блесткого источника в поле зрения. Наиболее чувствительные для глаза флуктуации яркости находятся в пределах 8…9 Гц. Эти факторы утомляют глаза и организм в целом, снижают производительности труда, и приводят к травматизму.

При глубоких колебаниях напряжения, со снижением напряжения более чем на 15% от номинального, возможно отключение магнитных пускателей и контакторов и включаемых ими электроустановок.

В электроприводах с синхронными двигателями колебания напряжения могут вызвать колебания ротора и привести к выпадению из синхронизма. При этом реактивная мощность, потребляемая электродвигателем, может существенно отличаться от мощности при неизменном напряжении.

Машины контактной сварки. Время сварки находится в пределах от 0,02 до 0,4 с, и колебания напряжения даже малой длительности сказываются на ее качестве.

Электронные вычислительные машины. Колебания питающего напряжения приводят к сбоям в их работе. В отечественной и зарубежной практике в специальных случаях для ЭВМ предусматривают автономные источники питания, например, двигатель – генераторы с маховиками или статические преобразователи.

Колебания напряжения с размахом 10-15% могут привести к выходу из строя конденсаторов и полупроводниковых выпрямительных агрегатов.

Электролизные установки. Колебания напряжения с размахом ±5% вызывают резкое увеличение износа электродов. При больших размахах напряжения срок службы электролизной установки сокращается с 9 до 7 месяцев.

Предприятия по производству химического волокна. Колебания напряжения приводят к колебаниям частоты вращения асинхронных двигателей намоточных устройств, что приводит к обрывам капроновых нитей или к неравномерной толщине. Это влечет брак и недоотпуск продукции.

К колебаниям напряжения весьма чувствительны электроприводы текстильного, бумагоделательного и других производств, к которым предъявляются особенно высокие требования к точности поддержания частоты вращения.

Влияние несимметрии на работу электроприемников.

Несимметрия напряжения отрицательно влияет на работу всех элементов системы электроснабжения: приводит к увеличению потерь, снижению надежности работы электрооборудования и т.п.

Машины переменного тока. Несимметрия питающего напряжения приводит к возникновению дополнительного обратно вращающегося магнитного поля. Это оказывает неблагоприятное воздействие на тепловой режим, как следствие, на срок службы, а также на энергетические характеристики.

АД. Обратно вращающееся магнитное поле, накладываясь на прямо вращающееся приводит к росту индукции в сердечнике по определенным направлениям и увеличению потерь. Токи обратной последовательности в обмотках статора и ротора создают тормозной электромагнитный момент, что приводит к увеличению скольжения и росту тока, потребляемого из сети.

Частота индуктированных в обмотке ротора токов обратной последовательности близка к двойному значению. Из-за явления вытеснения тока сопротивление стержней ротора возрастает. Поскольку на величину тока обратной последовательности оказывает основное влияние индуктивное сопротивление, увеличение сопротивления ведет к росту нагрева самих стержней. В сердечнике ротора из-за увеличения частоты перемагничивания также увеличиваются потери электроэнергии. Общее увеличение потерь энергии в роторе может вызвать опасный перегрев подшипников.

В целом это приводит к общему увеличению потерь в ЭД, снижению КПД, дополнительному нагреву, старению изоляции и сокращению срока службы. У полностью загруженного двигателя, работающего при несимметрии 4%, срок службы сокращается в 2 раза.

Синхронные машины. Обратно вращающееся магнитное поле, создаваемое токами обратной последовательности, также как и в асинхронных двигателях вызывает увеличение потерь в магнитопроводе. В обмотке возбуждения оно индуктирует переменные токи двойной частоты. Это, с одной стороны, приводит к появлению вибраций, обусловленных электромагнитными моментами, пульсирующими с двойной частотой сети. С другой стороны, вызываемые индуктированными токами дополнительные потери энергии могут привести к перегреву обмотки возбуждения.

Конденсаторные установки. При несимметрии напряжений фазы конденсаторной установки неравномерно загружаются реактивной мощностью, пропорциональной квадрату напряжения на фазах. Это делает невозможным полное использование установленной реактивной мощности и может усилить существующую несимметрию.

При несимметрии напряжений возникает также опасность перегрева конденсаторов фаз, на которые действует повышенное напряжение.

Многофазные полупроводниковые преобразователи. Несимметрия трехфазных напряжений приводит к ухудшению работы системы импульсно–фазового управления, и, как следствие, к несимметрии потребляемых токов по фазам и перегрузке вентилей, увеличению пульсаций выпрямленного напряжения, снижению мощности преобразователя и т.п.

Трансформаторы. Несимметрия напряжений приводит к увеличению потерь в магнитопроводе и обмотках, их дополнительному нагреву и сокращению срока службы трансформаторов.

Осветильные установки, подключенные к фазе с более высоким напряжением имеют значительно меньший срок службы по сравнению с установками, подключенными к фазе с меньшим напряжением.