Влияние на работу различных электроприемников

1) Технологический процесс:

- при снижении напряжения существенно ухудшается технологический процесс, увеличивается его длительность. Следовательно, увеличивается себестоимость производства;

- при повышении напряжения снижается срок службы оборудования, повышается вероятность аварий;

- при значительных отклонениях напряжения происходит срыв технологического процесса.

2) Электропривод:

- в случае снижения напряжения на зажимах двигателя уменьшается реактивная мощность намагничивания, при той же потребляемой мощности увеличивается ток двигателя, что вызывает перегрев изоляции, повышенный износ изоляции приводит к сокращению срока службы двигателя;

- при снижении напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя на 15 % момент снижается на 25 %. Двигатель может не запуститься или остановиться;

- при длительной работе на напряжении 0,9·U_ном срок службы двигателя снижается вдвое.

- при повышении напряжения на 1 % увеличивается потребляемая двигателем реактивная мощность на 3...7 %. Снижается эффективность работы привода и сети.

3) Вентильные преобразователи обычно имеют систему автоматического регулирования постоянного тока путем фазового управления. Угол регулирования автоматически изменяется прямо пропорционально изменению напряжения питающей сети. Повышение напряжения на 1 % приводит к увеличению потребления реактивной мощности преобразователем на (1,0... 1,5) %, что приводит к ухудшению коэффициента мощности.

4) Электротермическое оборудование, электролизные и сварочные установки также чувствительны к отклонениям напряжения. Отрицательные отклонения напряжения приводят к увеличению производственного процесса во времени, а иногда и к браку продукции.

5) Освещение. Результаты опытов, проведенные с лампами накаливания, показывают следующее:

- при повышенном напряжении снижается срок службы ламп освещения, так при величине напряжения 1,1·U_ном срок службы ламп накаливания снижается в 4 раза;

- при величине напряжения 0,9·U_ном снижается световой поток ламп накаливания на 40 % и люминесцентных ламп на 15 %;

- при величине напряжения менее 0,9·U_ном люминесцентные лампы мерцают, а при 0,8·U_ном просто не загораются.

 

Следует также отметить одно простое, но очень важное правило, общее для любых ЭП: при повышении напряжения сверх номинального происходит перерасход электроэнергии по сравнению с уровнем ее потребления в номинальном режиме работы электрооборудования.

Ответственность и меры компенсации

Согласно ГОСТ ответственность за поддержание отклонения напряжения в пределах норм лежит на энергоснабжающих организациях. Существуют два основных способа обеспечения требований по отклонениям напряжения в электрической сети.

Первый способ заключается в регулировании уровня напряжения в центре питания (ЦП) и у потребителя. Технически это осуществляется путем изменения коэффициента трансформации с помощью систем переключения витков обмоток трансформатора без возбуждения (ПБВ) и регулирования под нагрузкой (РПН). Такими устройствами оснащены 10 % трансформаторов. Диапазон регулирования ± 16 % с дискретностью 1,78 %.

Автоматическая система РПН на трансформаторе может существенно исправить положение.

Второй способ, основанный на снижении потерь напряжения в питающих линиях, может быть реализован за счет снижения активного и реактивного сопротивлений. Снижение активного сопротивления достигается увеличением сечения проводов, а реактивного – применением устройств продольной ёмкостной компенсации (УПК). Продольная емкостная компенсация параметров линии заключается в последовательном включении конденсаторов в рассечку линии, благодаря чему уменьшается ее реактивное сопротивление. Эффективным средством регулирования напряжения являются источники реактивной мощности (ИРМ). Их воздействие основано на снижении перетоков реактивной мощности по линиям питающей сети, т. е. на снижении составляющей потерь напряжения. В качестве ИРМ используются синхронные двигатели, работающие в режиме перевозбуждения, конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы и статические тиристорные компенсаторы.

Колебания напряжения

Колебания напряжения - быстро изменяющиеся отклонения напряжения длительностью от полупериода до нескольких секунд.

Колебания напряжения происходят под воздействием быстро изменяющейся нагрузки сети. Они обусловлены двумя основными показателями: размахом изменения напряжения и дозой фликера. Рассмотрим эти показатели более подробно.

Размах изменения напряжения

Практически, можно сказать, что это есть разность между амплитудными или действующими значениями напряжения до и после одиночного изменения напряжения. В этом случае за одиночное изменение напряжения принимают изменение действующего или амплитудного значения напряжения между двумя смежными уровнями, каждый из которых удерживается некоторое время.

Этот показатель качества регламентирует размах изменения напряжения в основном на входах осветительных установок и определяется в соответствии с номограммой допустимых размахов (по ГОСТ 13109-97).

Доза фликера

Доза фликера - мера восприятия человеком пульсаций светового потока. Наиболее раздражающее действие фликера проявляется при частоте колебаний 8,8Гц и размахах изменения напряжения δUt=29%.

Это есть интегральная характеристика колебаний напряжения, вызывающих у человека раздражение миганиями света, накапливающееся за установленный период времени:

Значения дозы фликера для электрической сети, к которой присоединены осветительные установки, следующие:

- с лампами накаливания, в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение – 0,018;

- с лампами накаливания во всех других помещениях – 0,034;

- в помещениях с люминисцентными лампами – 0,079.