Vliv odchylek napětí na činnost elektrických přijímačů

Značný vliv síťového napětí na provoz elektrických spotřebičů vyžaduje věnovat velkou pozornost udržení napětí na svorkách spotřebičů v blízkosti jmenovitého napětí. Napětí dodávané spotřebitelům je jedno z indikátory kvality napájení.

Změny síťového napětí lze klasifikovat následovně:

1. Pomalé změny napětí, ke kterým obvykle dochází během provozu sítě. Tyto změny se nazývají odchylky napětí... Odchylky napětí jsou definovány jako rozdíl mezi skutečným napětím na svorkách spotřebičů a jmenovité napětí… Odchylky napětí mohou být záporné nebo kladné. První odpovídá pod napětím ve vztahu ke jmenovitému, druhý - zvýšení napětí.

Odchylky napětí v elektrických sítích jsou způsobeny změnami zatížení sítě, provozními režimy elektráren atd.

2. Rychlé změny napětí v důsledku poruch v elektrických systémech a jiných příčin. Příklady zahrnují zkraty, houpací stroje, zapínání a vypínání jednoho z prvků instalace atp. Dochází k rychlému kolísání napětí.

Všechno přijímače elektrické energie jsou navrženy pro provoz při specifickém jmenovitém napětí. Odchylky napětí od jmenovitého napětí na jejich svorkách vedou ke zhoršení provozu elektrických přijímačů.

Změna hlavních charakteristik žárovek v závislosti na napětí na jejich svorkách je uvedena na Obr. 1.

Rýže. 1. Charakteristika žárovek: 1 — světelný tok, 2 — světelný tok, 3 — životnost (čísla na pořadnici pro křivky 1 a 2).

Uvedené křivky ukazují velký vliv napětí na výkon žárovek. Například pokles napětí o 5 % odpovídá poklesu světelného toku o 18 % a pokles napětí o 10 % způsobí pokles světelného toku lampy o více než 30 %.

Snížení světelného toku lamp vede ke snížení osvětlení pracoviště, v důsledku čehož klesá produktivita práce a zhoršují se ukazatele kvality.

Špatné osvětlení pracovišť, cest, ulic atd. zvyšuje počet nehod s lidmi. Pokles napětí snižuje účinnost žárovek. Snížením napětí o 10 % se sníží světelná účinnost lampy (lm/m/W) ​​o 20 %.

Zvýšení síťového napětí vede ke zvýšení účinnosti lamp.Ale zvýšení napětí vede k prudkému snížení životnosti lamp. S 5% zvýšením napětí se životnost žárovek sníží na polovinu a s 10% zvýšením - více než 3krát.

Zářivky jsou méně citlivé na kolísání síťového napětí. Změny napětí o 1 % způsobí průměrnou změnu světelného toku lampy o 1,25 %.

U topných zařízení pro domácnost (dlaždice, žehličky atd.) se topná tělesa skládají z aktivních odporů. Jimi udávaný výkon v závislosti na síťovém napětí vyjadřuje rovnice

P = I2R = U2/R

ukazuje, že pokles síťového napětí způsobí prudký pokles výkonu dodávaného topným zařízením. To vede k výraznému zvýšení provozní doby zařízení a nadměrné spotřebě elektřiny na vaření atd.

Charakteristiky všech ostatních domácích elektrických spotřebičů také závisí na dodávaném napětí. Při změně napětí na svorkách elektromotorů se mění krouticí moment, příkon a životnost izolace vinutí.

Krouticí momenty indukčních motorů jsou úměrné druhé mocnině napětí aplikovaného na jejich svorky. Pokud se moment motoru při jmenovitém napětí bere jako 100 %, pak například při napětí 90 % bude moment 81 %. Silné poklesy napětí mohou dokonce způsobit, že se motory zastaví nebo se nespustí, což pohání stroje s obtížnými startovacími podmínkami (zvedáky, drtiče, mlýny atd.).Nedostatečná (momenty elektromotorů mohou způsobit vady výrobku, poškození polotovarů atd.)

Závislosti změny výkonu spotřebovaného elektromotory na napětí při stacionárním režimu provozu systému se nazývají statické charakteristiky elektrické zátěže spotřebičů.

S klesajícím napětím klesá činný výkon spotřebovaný elektromotorem v důsledku poklesu točivého momentu a s tím souvisejícího zvyšující se skluz.

Zvýšení skluzu vede ke zvýšení ztrát činného výkonu v motoru. Se zvyšujícím se napětím se skluz snižuje a síla potřebná k pohonu mechanismu se zvyšuje. Sníží se ztráta činného výkonu v elektromotoru.

Analýza ukazuje, že odporová zátěž z elektromotorů se při změně napětí nevýznamně mění, což odpovídá normálním provozním režimům systému, a lze ji tedy považovat za konstantní.

Změna jalového zatížení elektromotorů od napětí závisí na poměru jalového magnetizačního výkonu a ztrátového jalového výkonu motorů. Reaktivní magnetizační síla se mění přibližně úměrně čtvrté mocnině napětí. Ztráta jalového výkonu v závislosti na proudu elektromotorů se mění nepřímo úměrně přibližně druhému výkonu napětí.

Při poklesu napětí vůči jmenovitému (na určitou hodnotu) se vždy sníží jalové zatížení elektromotorů.Vysvětluje se to tím, že jalový magnetizační výkon, který tvoří až 70 % celkového jalového výkonu spotřebovaného elektromotorem, klesá rychleji, než roste jalový disipační výkon.

Závislosti spotřeby jalového výkonu na síťovém napětí pro některé uživatele jsou uvedeny na obr. 2. Tyto křivky jsou statické charakteristiky elektrických zátěží spotřebitelů jako celku, to znamená s přihlédnutím k vlivu transformátorů, osvětlení atd. nad nimi.

Rýže. 2. Statické charakteristiky elektrických zátěží: 1 — papírna, cosφ = 0,92, 2 — kovoobráběcí závod, cosφ = 0,93, 3 — textilní továrna, cosφ = 0,77.

Křivka 1 papírny je velmi strmá. Čím nižší je zatížení motorů a čím vyšší je jejich účiník při jmenovitém napětí, tím strmější je křivka závislosti spotřebovaného jalového výkonu na síťovém napětí. Dlouhodobé snížení napětí o 10 % na svorkách elektromotorů při jejich plném zatížení, vlivem vyšší teploty vinutí, až se izolace motorů opotřebuje přibližně dvakrát rychleji než při jmenovitém napětí.