Vplyv odchýlok napätia na činnosť elektrických prijímačov

Značný vplyv sieťového napätia na prevádzku elektrických spotrebičov si vyžaduje venovať veľkú pozornosť udržaniu napätia na svorkách spotrebiča v blízkosti menovitého napätia. Napätie dodávané spotrebiteľom je jedno z indikátory kvality napájania.

Zmeny sieťového napätia možno klasifikovať takto:

1. Pomalé zmeny napätia, ktoré sa zvyčajne vyskytujú počas prevádzky siete. Tieto zmeny sa nazývajú odchýlky napätia... Odchýlky napätia sú definované ako rozdiel medzi skutočným napätím na svorkách elektrických spotrebičov a menovité napätie… Odchýlky napätia môžu byť záporné alebo kladné. Prvý zodpovedá pod napätím vo vzťahu k nominálnej hodnote, druhý - zvýšenie napätia.

Odchýlky napätia v elektrických sieťach sú spôsobené zmenami zaťaženia siete, prevádzkovými režimami elektrární atď.

2. Rýchle zmeny napätia v dôsledku porúch v elektrických systémoch a iných príčin. Príklady zahŕňajú skraty, hojdacie stroje, zapínanie a vypínanie jedného z prvkov inštalácie a pod. Spôsobuje to rýchle kolísanie napätia.

Všetko prijímače elektrickej energie sú navrhnuté tak, aby fungovali pri špecifickom menovitom napätí. Odchýlky napätia od menovitého napätia na ich svorkách vedú k zhoršeniu prevádzky elektrických prijímačov.

Zmena hlavných charakteristík žiaroviek v závislosti od napätia na ich svorkách je uvedená na obr. 1.

Ryža. 1. Charakteristika žiaroviek: 1 — svetelný tok, 2 — svetelný tok, 3 — životnosť (čísla na osi y pre krivky 1 a 2).

Zobrazené krivky ukazujú veľký vplyv napätia na výkon žiaroviek. Napríklad pokles napätia o 5 % zodpovedá zníženiu svetelného toku o 18 % a pokles napätia o 10 % spôsobí pokles svetelného toku svietidla o viac ako 30 %.

Zníženie svetelného toku svietidiel vedie k zníženiu osvetlenia pracoviska, v dôsledku čoho klesá produktivita práce a zhoršujú sa ukazovatele kvality.

Zlé osvetlenie pracovísk, ciest, ulíc atď. zvyšuje počet nehôd s ľuďmi. Pokles napätia znižuje účinnosť žiaroviek. Zníženie napätia o 10% znižuje svetelnú účinnosť lampy (lm / m / W) o 20%.

Zvýšenie sieťového napätia vedie k zvýšeniu účinnosti svietidiel.Ale zvýšenie napätia vedie k prudkému zníženiu životnosti lámp. Pri zvýšení napätia o 5% sa životnosť žiaroviek zníži na polovicu a pri zvýšení o 10% - viac ako 3-krát.

Žiarivky sú menej citlivé na kolísanie sieťového napätia. Zmeny napätia o 1 % spôsobia priemernú zmenu svetelného toku lampy o 1,25 %.

Vo vykurovacích zariadeniach pre domácnosť (dlaždice, žehličky atď.) Ohrievacie prvky pozostávajú z aktívnych odporov. Výkon nimi daný v závislosti od sieťového napätia je vyjadrený rovnicou

P = I2R = U2/R

ukazuje, že pokles sieťového napätia spôsobuje prudký pokles výkonu dodávaného vykurovacím zariadením. To vedie k výraznému zvýšeniu prevádzkovej doby zariadenia a nadmernej spotrebe elektrickej energie na varenie atď.

Charakteristiky všetkých ostatných domácich elektrických spotrebičov závisia aj od dodávaného napätia. Pri zmene napätia na svorkách elektromotorov sa mení krútiaci moment, príkon a životnosť izolácie vinutia.

Krútiace momenty indukčných motorov sú úmerné druhej mocnine napätia aplikovaného na ich svorky. Ak sa krútiaci moment motora pri menovitom napätí berie ako 100 %, potom napríklad pri napätí 90 % bude krútiaci moment 81 %. Silné poklesy napätia môžu dokonca spôsobiť zastavenie alebo zlyhanie motora, čo poháňa stroje s ťažkými štartovacími podmienkami (zdviháky, drviče, mlyny atď.).Nedostatočné (momenty elektromotorov môžu spôsobiť chyby výrobku, poškodenie polotovarov a pod.)

Závislosti zmeny výkonu spotrebovaného elektromotormi od napätia počas stacionárneho režimu prevádzky systému sa nazývajú statické charakteristiky elektrického zaťaženia spotrebičov.

S poklesom napätia klesá činný výkon spotrebovaný elektromotorom v dôsledku poklesu krútiaceho momentu a s ním spojených zvyšujúci sa sklz.

Zvýšenie sklzu vedie k zvýšeniu strát aktívneho výkonu v motore. So zvyšujúcim sa napätím sa sklz znižuje a výkon potrebný na pohon mechanizmu sa zvyšuje. Znižuje sa strata aktívneho výkonu v elektromotore.

Analýza ukazuje, že odporové zaťaženie z elektromotorov sa pri zmene napätia nevýznamne mení, čo zodpovedá normálnym prevádzkovým režimom systému, a preto sa dá predpokladať, že je konštantné.

Zmena jalového zaťaženia elektromotorov od napätia závisí od pomeru jalového magnetizačného výkonu a straty jalového výkonu motorov. Reaktívna magnetizačná sila sa mení približne úmerne štvrtej mocnine napätia. Strata jalového výkonu v závislosti od prúdu elektromotorov sa mení nepriamo úmerne k približne druhej mocnine napätia.

Keď napätie klesne relatívne k nominálnej hodnote (na určitú hodnotu), reaktívne zaťaženie elektromotorov vždy klesá.Vysvetľuje to skutočnosť, že jalový magnetizačný výkon, ktorý predstavuje až 70 % celkového jalového výkonu spotrebovaného elektromotorom, klesá rýchlejšie, ako sa zvyšuje jalový rozptylový výkon.

Závislosti spotreby jalového výkonu od sieťového napätia pre niektorých používateľov sú znázornené na obr. 2. Tieto krivky sú statickými charakteristikami elektrických zaťažení spotrebiteľov ako celku, to znamená s prihliadnutím na vplyv transformátorov, osvetlenia atď. nad nimi.

Ryža. 2. Statické charakteristiky elektrických záťaží: 1 — papierenský závod, cosφ = 0,92, 2 — kovospracujúci závod, cosφ = 0,93, 3 — textilný závod, cosφ = 0,77.

Krivka 1 papierne je veľmi strmá. Čím menšie je zaťaženie motorov a čím vyšší je ich účinník pri menovitom napätí, tým je krivka závislosti spotrebovaného jalového výkonu od sieťového napätia strmšia. Dlhodobé znižovanie napätia na svorkách elektromotorov pri plnom zaťažení o 10% v dôsledku vyššej teploty vinutí, až kým sa izolácia motorov neopotrebuje približne dvakrát rýchlejšie ako pri menovitom napätí.