4.4 Влияние отклонения напряжения на работу различных электроприемников

Самым массовым ЭП является асинхронный электродвигатель (АД). От­клонение напряжения на зажимах АД сверх допустимых значений приво­дит:

- к увеличению потерь активной мощности (изменение напряже­ния на 10 % против номинального увеличивает ΔР приблизительно на 1-2 %);

- к увеличению потерь реактивной мощности (РМ) (на каждый процент повышения напряжения против номинального ΔQ увеличиваются для мелких АД на 5 – 7 %, для АД средней мощности - на 3 %);

- к изменению скорости АД (скорость АД пропорциональна квадрату напряжения и поэтому изменяется значительно даже при небольших отклонениях напряжения).

Увеличение потребления РМ АД при повышении напряжения при­водит к увеличению потерь ΔР не только в самих АД, но и во всех элементах электрической сети, начиная с генераторов. Значительное уменьшение напряжения может вызвать снижение оборотов АД, вплоть до его опрокидывания, так как уменьшается вращающий электромагнитный момент. Увеличение ΔР при недопустимых отклонениях напряжения вызывает перегрев АД и может значительно сократить срок их службы, а изменение скорости АД может привести в некоторых производствах к браку продукции или снижению производительности, а при опрокидывании АД - к пол ной остановке производства.

Влияние отклонений напряжения на работу синхронных двигателей (СД) во многом аналогично влиянию на работу АД, но имеются и свои особенности. Потери ΔР в СД зависят не только от величины напряжения, но и от величины тока возбуждения, то есть режима работы СД по РМ. СД широко используется в СЭС как источник РМ. Отклонение напряжения на зажимах СД сверх допустимых резко уменьшает их компенсирующую способность.

Так, согласно исследованиям РМ, генерируемая СД при напряжена

(1,05 - 1,1)U_н, может составлять от 0,82Q_н до нуля. Дополнительные потери активной мощности и электроэнергии в СД, связанные с генерацией РМ, при повышении напряжения заметно растут. При напряжении 1,1U_н они увеличиваются по сравнению с номинальными на 30 %. Вероятность выпадения СД из синхронизма в режимах кратковременных глубоких посадок напряжения при понижении напряжения от 1,05 до 0,95 U_н увеличивается на 8 – 9 %.

Самым чувствительным элементом СЭС к отклонению напряжения являются ОУ с лампами накаливания. При снижении напряжения в электрической сети резко падает освещенность. Относительная освещенность изменяется по закону показательной функции и приближенно может быть описана формулой

Как показывают исследования, при снижении освещенности снижается производительность труда (уменьшение освещенности в 1,5 - 2 раза снижает производительность труда на 1 – 2 %) и ухудшаются условия безопасности труда. Повышение напряжения приводит к резкому уменьшению срока службы ламп накаливания. Приближенно относительный срок службы ламп (Т_*) изменяется по закону показательной функции:

Для газоразрядных ламп изменение U в пределах ±7 % существенных изменений в их работе не вызывает.

Снижение напряжения в электротермических установках сверх допустимых пределов приводит к снижению производительности установок, в ряде случаев - и к браку продукции. На одном из заводов при обследовании электротермической установки установлено, что снижение напряжения на 7 % от номинального увеличивает срок плавки с 3 ч до 5 ч, а снижение напряжения на 10 % от номинального приводит к браку продукции с ущербом 12 тыс. рублей в год.