§3. Отклонение и колебания напряжения
|
3.6.Отклонение напряжения – это разность между фактическим значением напряжения U и номинальным его значением Uн: V= U - Uн или V%= U - Uн 100 Uн
|
В соответствии с ГОСТ 13109 для осветительных установок и приборов допускается отклонение напряжения (3.6.) в пределах от - 2,5% до +5% номинального. Для электродвигателей и электрических аппаратов в пределах от - 5% до +10% номинального.
Колебания напряжения влияют на характеристики потребителей.
Для освещения
|
U,% |
90 |
100 |
110 |
|
Ф,% (световой поток) |
68 |
100 |
135 |
|
Т,% (срок службы) |
360 |
100 |
30 |
При снижении напряжения резко уменьшается световой поток Ф, а при увеличении срок службы ламп Т снижается.
У люминесцентных ламп при U=1,1Uн срок службы снижается до 25%, а при U≤0,8Uн не происходит зажигания.
При снижении напряжения уменьшается крутящий момент асинхронных двигателей, их мощность и скольжение (S):
S= (n-n0)/n0
где n0 –синхронное число оборотов;
n –фактическое число оборотов.
При снижении напряжения на 10% пусковой момент снижается примерно на 20%.
Отклонение напряжения влияет на работу практически всех потребителей.
|
3.7. Колебания напряжения - это разность между наибольшим (U max) и наименьшим (U min) действующим значением напряжения в процессе быстрого изменения режима работы: V1= U max - U min или V1%= U max - U min 100 Uн
|
Колебание напряжения (3.7.) вызывает соответствующее колебание характеристик токоприемников, зависящих от величины напряжения.
Отклонения и колебания напряжения в питающей сети возникают при работе мощных потребителей, мощность которых соизмерима с мощностью к.з. энергосистемы.
Отклонение напряжения у потребителей происходит также из-за потерь напряжения в питающих линиях электропередач- воздушных или кабельных.
§4.Смещение нейтрали и несимметрия напряжения основной частоты
|
3.8.Смещением нейтрали называется возникновение напряжения между нейтралью приёмника энергии О, и нейтралью генератора О.
|
Смещение нейтрали (3.8.) происходит при несимметрии напряжений (3.9.) или токов трёхфазной системы.
|
3.9.Несимметрией трёхфазных напряжений или токов будем называть неравенство фазных напряжений или токов источника или потребителя электроэнергии.
|
В симметричной системе напряжение смещения нейтрали равно нулю.
Различают несимметрию продольную (3.10.) и поперечную (3.11.)
|
3.10. Несимметрия токов и напряжений, обуславливаемая несимметрией элементов сети, называется продольной несимметрией.
|
|
3.11.Несимметрия напряжений и токов, вызванная подключением к сети многофазных и однофазных несеммитричных нагрузок, называется поперечной несимметрией.
|
Продольная несимметрия возникает при неравенствах питающих напряжений или токов, например, при обрыве фаз питающей сети.
Поперечная несимметрия возникает при неравенстве активных сопротивлений отдельных фаз приёмников электроэнергии.
Несимметрия токов или напряжений в трёхфазных системах переменного тока может приводить к ненормальным режимам работы токоприемников и всей системы электроснабжения, вызывать дополнительный нагрев и перегруз.
Напряжение смещения нейтрали определяется формулой:
где ЕА, ЕВ, ЕС ЭДС источника питания, В;
YА + YВ + YС- проводимости фаз потребителя электроэнергии YА=1/ZА, YВ=1/ZВ, YС =1/ZС;
ZА, ZВ, ZС- сопротивления фаз, Ом.
Кроме несимметрии фазных напряжений, может быть несимметрия междуфазных напряжений. Несимметрия напряжений характеризуется коэффициентом несимметрии напряжений(3.12.)
ε2= U2 100%,
Uн
где U2 –напряжение фазы 2 приёмника, В;
Uн- номинальное напряжение токоприёмника, В.
|
3.12.Коэффициент несимметрии напряжений характеризует отклонение фазного напряжения токоприемника в процентах от его номинального напряжения.
|
Коэффициент несимметрии токов (3.13.)определяется аналогично:
K1= I2 100%,
Iн
Где I2-фазный ток приёмника, А;
Iн- номинальный ток приёмника, А.
|
3.13. Коэффициент несимметрии токов характеризует отклонение фазного тока токоприемника в процентах от его номинального значения. |
ГОСТ 13109 нормирует коэффициент несимметрии ε не более 2%, т.е. ε≤2%.
Несимметрия напряжений приводит к неуравновешенности системы электроснабжения, которая характеризуется коэффициентом неуравновешенности (3.14.)
|
3.14. Коэффициент неуравновешенности показывает какую долю в процентах составляет напряжение смещения нейтрали от номинального напряжения системы электроснабжения.
|
При наличии напряжения смещения нейтрали возникают напряжение нулевой последовательности.
Коэффициент неуравновешенности системы:
ε0= U0 / Uн *100%,
Где U0 –напряжение смещения нейтрали (напряжение нулевой последовательности), В;
Uн- номинальное напряжение системы электроснабжения, В.
Токи нулевой последовательности постоянно проходят через заземлители и оказывают на них отрицательное воздействие. Несимметрия напряжения оказывает негативное влияние на работу многих приёмников электроэнергии.
Синхронные машины. Происходит нагрев и потери энергии в статоре и в роторе.
Асинхронные двигатели. Несимметрия напряжения вызывает дополнительный нагрев, а также обуславливает противодействующий момент. Уменьшение вращающего момента пропорционально квадрату коэффициента несимметрии.
Многофазные выпрямители. Несимметрия напряжения приводит к снижению мощности выпрямителя.
Конденсаторные установки. Подключение к несимметричной сети может вызвать ещё большую несимметрии.
Трансформаторы, кабельные и воздушные линии. Повышается нагрев трансформаторов, уменьшается пропускная способность линий.
Линии освещения. Лампы, присоединенные к фазам с более высоким напряжением имеют меньший срок службы.
Основные меры снижения несимметрии напряжения.
Распределение нагрузки равномерно по фазам, симметрирование трехфазной нагрузки с помощью несимметричной конденсаторной батареи. Применение тиристорных регуляторов напряжения.