Indflydelse af spændingsafvigelser på driften af ​​elektriske modtagere

Netspændingens betydelige indflydelse på driften af ​​elektriske forbrugere nødvendiggør, at man er meget opmærksom på at holde spændingen ved forbrugernes klemmer tæt på den nominelle spænding. Spændingen, der leveres til forbrugerne, er en af strømkvalitetsindikatorer.

Ændringer i netspændingen kan klassificeres som følger:

1. Langsomme spændingsændringer, der normalt opstår under netværksdrift. Disse ændringer kaldes spændingsafvigelser... Spændingsafvigelser defineres som forskellen mellem den faktiske spænding ved strømforbrugernes klemmer og nominel spænding… Spændingsafvigelser kan være negative eller positive. Den første svarer under spænding i forhold til den nominelle, den anden - stigning i spændingen.

Spændingsafvigelser i elektriske netværk er forårsaget af ændringer i netværksbelastninger, driftsformer for kraftværker mv.

2. Hurtige ændringer i spænding på grund af fejl i elektriske systemer og andre årsager. Eksempler omfatter kortslutninger, svinge maskiner, tænde og slukke for et af elementerne i installationen mv. Der forårsages hurtige spændingsudsving.

Alt modtagere af elektrisk energi er designet til at fungere ved en bestemt mærkespænding. Spændingsafvigelser fra den nominelle spænding ved deres terminaler fører til forringelse af driften af ​​elektriske modtagere.

Ændringen i glødelampers hovedegenskaber afhængigt af spændingen ved deres terminaler er angivet i fig. 1.

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

De viste kurver viser spændingens store indflydelse på glødelampers ydeevne. For eksempel svarer et 5% fald i spændingen til et 18% fald i lysstrøm, og et 10% fald i spænding forårsager et fald i lampens lysstrøm med mere end 30%.

Et fald i lampernes lysstrøm fører til et fald i belysningen af ​​arbejdspladsen, som et resultat af hvilket arbejdsproduktiviteten falder, og kvalitetsindikatorerne forringes.

Den dårlige belysning af arbejdspladser, stier, gader mv. øger antallet af ulykker med mennesker. Spændingsfald forringer effektiviteten af ​​glødelamper. Reduktion af spændingen med 10 % reducerer lampens lyseffektivitet (lm / m / W) med 20 %.

En stigning i netspændingen fører til en stigning i lampernes effektivitet.Men at øge spændingen fører til et kraftigt fald i lampernes levetid. Med en stigning på 5% i spændingen reduceres levetiden for glødelamper med det halve og med en stigning på 10% - mere end 3 gange.

Fluorescerende lamper er mindre følsomme over for udsving i netspændingen. Variationer i spændingen på 1 % vil medføre en gennemsnitlig ændring i lampens lysstrøm på 1,25 %.

I husholdningsvarmeapparater (fliser, strygejern osv.) består varmeelementerne af aktive modstande. Effekten givet af dem afhængigt af netspændingen er udtrykt ved ligningen

P = I2R = U2/R

viser, at et fald i netspændingen forårsager et kraftigt fald i den effekt, der leveres af varmeapparatet. Sidstnævnte fører til en betydelig stigning i enhedens driftstid og for stort forbrug af elektricitet til madlavning mv.

Egenskaberne for alle andre elektriske husholdningsapparater afhænger også af den leverede spænding. Når spændingen ved terminalerne på elektriske motorer ændres, ændres drejningsmomentet, strømforbruget og levetiden for viklingsisoleringen.

Momenterne for induktionsmotorer er proportionale med kvadratet af den spænding, der påføres deres terminaler. Hvis motormomentet ved nominel spænding tages som 100 %, vil drejningsmomentet ved f.eks. 90 % spænding være 81 %. Alvorlige spændingsfald kan endda få motorer til at gå i stå eller ikke starte, hvilket driver maskiner med vanskelige startforhold (hejseværk, knusere, møller osv.).Utilstrækkelig (drejningsmomenter på elektriske motorer kan forårsage produktfejl, skader på halvfabrikata osv.)

Afhængighederne af ændringen i den strøm, der forbruges af de elektriske motorer, på spændingen under den stationære driftstilstand af systemet kaldes de statiske egenskaber for forbrugernes elektriske belastning.

Efterhånden som spændingen falder, falder den aktive effekt, der forbruges af elmotoren på grund af et fald i drejningsmomentet og den tilhørende stigende glidning.

En stigning i slip fører til en stigning i aktive effekttab i motoren. Efterhånden som spændingen stiger, falder slip, og kraften, der kræves til at drive mekanismen, øges. Tabet af aktiv effekt i elmotoren reduceres.

Analysen viser, at den resistive belastning fra elmotorerne ændrer sig ubetydeligt, når spændingen ændres, svarende til systemets normale driftstilstande, og derfor kan antages at være konstant.

Ændringen i den reaktive belastning af elektriske motorer fra spændingen afhænger af forholdet mellem den reaktive magnetiseringseffekt og motorernes reaktive effekttab. Den reaktive magnetiseringskraft varierer omtrent proportionalt med spændingens fjerde potens. Den reaktive effekttab varierer, afhængigt af strømmen af ​​de elektriske motorer, omvendt proportionalt med omtrentlig anden potens af spændingen.

Når spændingen falder i forhold til den nominelle (til en vis værdi), falder den reaktive belastning af elektriske motorer altid.Dette forklares ved, at den reaktive magnetiseringseffekt, som er op til 70 % af den samlede reaktive effekt, der forbruges af den elektriske motor, falder hurtigere, end den reaktive dissipationseffekt stiger.

Afhængighederne af reaktivt strømforbrug på netværksspændingen for nogle brugere er vist i fig. 2. Disse kurver er de statiske karakteristika for forbrugernes elektriske belastninger som helhed, det vil sige under hensyntagen til indflydelsen af ​​transformere, belysning mv. over dem.

Ris. 2. Statiske karakteristika for elektriske belastninger: 1 — papirfabrik, cosφ = 0,92, 2 — metalbearbejdningsanlæg, cosφ = 0,93, 3 — tekstilfabrik, cosφ = 0,77.

Papirmøllekurve 1 er meget stejl. Jo lavere belastningen på motorerne er og jo højere deres effektfaktor ved nominel spænding, jo stejlere er kurven for afhængighed af den forbrugte reaktive effekt af netspændingen. Langsigtet spændingsreduktion på 10 % ved terminalerne på elmotorer, når de er fuldt belastede, på grund af viklingernes højere temperatur, indtil motorernes isolering slides cirka dobbelt så hurtigt som ved mærkespændingen.