Påvirkning av spenningsavvik på driften av elektriske mottakere

Nettspenningens betydelige påvirkning på driften av elektriske forbrukere nødvendiggjør stor oppmerksomhet for å opprettholde spenningen på forbrukernes klemmer nær den nominelle spenningen. Spenningen som leveres til forbrukerne er en av strømkvalitetsindikatorer.

Endringer i nettspenning kan klassifiseres som følger:

1. Langsomme spenningsendringer som vanligvis oppstår under nettverksdrift. Disse endringene kalles spenningsavvik... Spenningsavvik er definert som differansen mellom den faktiske spenningen ved terminalene til strømforbrukerne og merkespenning… Spenningsavvik kan være negative eller positive. Den første tilsvarer underspenning i forhold til den nominelle, den andre - økning i spenning.

Spenningsavvik i elektriske nett er forårsaket av endringer i nettbelastninger, driftsformer for kraftverk mv.

2. Raske endringer i spenning på grunn av feil i elektriske anlegg og andre årsaker. Eksempler inkluderer kortslutninger, svingende maskiner, slå av og på et av elementene i installasjonen, etc. Det oppstår raske spenningssvingninger.

Alt mottakere av elektrisk energi er konstruert for å fungere med en spesifikk merkespenning. Spenningsavvik fra den nominelle spenningen ved deres terminaler fører til forringelse av driften av elektriske mottakere.

Endringen i hovedkarakteristikkene til glødelamper avhengig av spenningen ved deres terminaler er gitt i fig. 1.

Ris. 1. Egenskaper for glødelamper: 1 — lysstrøm, 2 — lysstrøm, 3 — levetid (tall på ordinaten for kurve 1 og 2).

De viste kurvene viser spenningens store innflytelse på ytelsen til glødelamper. For eksempel tilsvarer en reduksjon på 5 % i spenningen en reduksjon på 18 % i lysstrøm, og en reduksjon på 10 % i spenning forårsaker en reduksjon i lysstrømmen til lampen med mer enn 30 %.

En reduksjon i lysstrømmen til lampene fører til en reduksjon i belysningen av arbeidsplassen, som et resultat av at arbeidsproduktiviteten reduseres og kvalitetsindikatorene forringes.

Den dårlige belysningen av arbeidsplasser, stier, gater m.m. øker antallet ulykker med mennesker. Spenningsfall forringer effektiviteten til glødelamper. Redusering av spenningen med 10 % reduserer lyseffektiviteten til lampen (lm / m / W) med 20 %.

En økning i nettspenningen fører til en økning i effektiviteten til lampene.Men å øke spenningen fører til en kraftig reduksjon i lampens levetid. Med en 5% økning i spenning reduseres levetiden til glødelamper med halvparten, og med en 10% økning - mer enn 3 ganger.

Fluorescerende lamper er mindre følsomme for nettspenningssvingninger. Variasjoner i spenning på 1 % vil gi en gjennomsnittlig endring i lampens lysstrøm på 1,25 %.

I husholdningsvarmeapparater (fliser, strykejern, etc.) består varmeelementene av aktive motstander. Effekten gitt av dem avhengig av nettspenningen uttrykkes av ligningen

P = I2R = U2/R

viser at en reduksjon i nettspenningen forårsaker en kraftig reduksjon i kraften som leveres av varmeapparatet. Sistnevnte fører til en betydelig økning i driftstiden til enheten og overdreven forbruk av strøm til matlaging, etc.

Egenskapene til alle andre elektriske husholdningsapparater avhenger også av den tilførte spenningen. Når spenningen på terminalene til elektriske motorer endres, endres dreiemomentet, strømforbruket og levetiden til viklingsisolasjonen.

Dreiemomentene til induksjonsmotorer er proporsjonale med kvadratet på spenningen som påføres terminalene deres. Hvis motormomentet ved merkespenning tas som 100 %, vil for eksempel ved 90 % spenning være 81 %. Alvorlige spenningsfall kan til og med føre til at motorer stopper eller ikke starter, og driver maskiner med vanskelige startforhold (taljer, knusere, møller, etc.).Utilstrekkelig (momenter på elektriske motorer kan forårsake produktfeil, skade på halvfabrikata osv.)

Avhengighetene av endringen i kraften som forbrukes av de elektriske motorene på spenningen under den stasjonære driftsmodusen til systemet kalles de statiske egenskapene til forbrukernes elektriske belastning.

Når spenningen synker, reduseres den aktive effekten som forbrukes av den elektriske motoren på grunn av en reduksjon i dreiemoment og tilhørende økende utglidning.

En økning i slip fører til en økning i aktive effekttap i motoren. Etter hvert som spenningen øker, avtar slipingen og kraften som kreves for å drive mekanismen øker. Tapet av aktiv effekt i elmotoren reduseres.

Analysen viser at den resistive belastningen fra de elektriske motorene endres ubetydelig når spenningen endres, tilsvarende de normale driftsmodusene til systemet, og derfor kan antas å være konstant.

Endringen i den reaktive belastningen til elektriske motorer fra spenningen avhenger av forholdet mellom den reaktive magnetiseringseffekten og den reaktive effektdissipasjonen til motorene. Den reaktive magnetiseringskraften varierer omtrent proporsjonalt med den fjerde potensen til spenningen. Den reaktive effekttapet, avhengig av strømmen til de elektriske motorene, varierer omvendt proporsjonalt med omtrentlig andre potens av spenningen.

Når spenningen faller i forhold til den nominelle (til en viss verdi), reduseres alltid den reaktive belastningen til elektriske motorer.Dette forklares med det faktum at den reaktive magnetiseringseffekten, som er opptil 70 % av den totale reaktive effekten som forbrukes av den elektriske motoren, avtar raskere enn den reaktive spredningseffekten øker.

Avhengighetene av reaktivt strømforbruk på nettverksspenningen for noen brukere er vist i fig. 2. Disse kurvene er de statiske egenskapene til de elektriske belastningene til forbrukerne som helhet, det vil si å ta hensyn til påvirkningen av transformatorer, belysning, etc. over de.

Ris. 2. Statiske egenskaper for elektriske belastninger: 1 — papirfabrikk, cosφ = 0,92, 2 — metallbearbeidingsanlegg, cosφ = 0,93, 3 — tekstilfabrikk, cosφ = 0,77.

Paper Mill Curve 1 er veldig bratt. Jo lavere belastningen på motorene er og jo høyere effektfaktor ved nominell spenning, desto brattere er kurven for avhengighet av den forbrukte reaktive effekten på nettspenningen. Langsiktig spenningsreduksjon på 10 % ved terminalene til elektriske motorer når de er fullastet, på grunn av høyere temperatur på viklingene, inntil isolasjonen til motorene slites ut omtrent dobbelt så raskt som ved merkespenningen.