Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников и электрических аппаратов

 Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников и электрических аппаратов.

Все электроприемники (ЭП) проектируются и изготовляются в расчете на определенные номинальные электрические параметры частоту, напряжение, ток и т. д. При этом предпола­гается. что подведенное напряжение переменного тока синусо­идально и для трехфазных систем симметрично. В основе проектирования ЭП лежит требование обеспечения их наиболее экономич­ной работы именно при номинальных параметрах.

Качество электроэнергии (КЭ), подводимой к потребителям, будем характеризовать степенью близости напряжения и тока к перечисленным выше номинальным параметрам.

Качество электроэнергии на выходе с электростанций достаточ­но высокое, но в процессе ее передачи по сети и потребления оно ухудшается. Во-первых, вследствие потерь напряжения в сети зна­чение его у потребители уменьшается; во-вторых, в результате влияния ряда специфических электроприемников и преобразовате­лей электроэнергии  возникают несимметрия и несинусоидальностъ напряжения. Это вызывает ухудшение технико-экономичских показателей работы других ЭП.

Например, отрицательно сказывается на работе асинхронных двигателей и осветительных ламп, составляющих значи­тельную часть всех электроприемников, как понижение, так и по­вышение напряжения. При снижении напряжения, подводимого к асиихронным двигателям, резко уменьшается их вращающий мо­мент и возрастают потери электроэнергии вследствие роста рабоче­го тока. Известно, что асинхронные двигатели обладают эффектом са­морегулирования по мощности, т. е. их активная мощность остается практически неизменной ири изменении на­пряжения, это значит, что относительно на столько же увеличи­вается (уменьшается) ток, на сколько уменьшается (увеличивает­ся) напряжение.

Рост напряжения ведет к дополнительному нагреву стали асин­хронного двигателя и резкому возрастанию потребления реактивной мощности в соответствии со статической характеристикой.

Изменение напряжения на зажимах ЭП различных технологи­ческих установок промышленных предприятий (электропечи, электролиз) также приводит к неблагоприятным последствиям. Напри­мер, снижение напряжения на 5-7% от номинального иногда уменьшает производительность печей на 10—12%.

Несимметрия и несинусоидальность напряжения влияют на ра­боту ЭП следующим образом.

Рабочий процесс трехфазных асинхронных и синхронных дви­гателей определяется вращающимся магнитным потоком, создаваемым трехфазными токами обмоток статора. Известно, что при несимметрии этих токов магнитное поле можно рассматривать как сумму двух вращающихся полей, одно из которых вращается в направлении, обратном направлению вращения двигателя, тормозя его. Это ведет также к дополнительному нагреву обмоток и стали машины, возникновению в ряде случаев вибрации.

При несимметрии напряжений температура обмоток трансфор­маторов может превысить допустимое значение; возможно также снижение мощности, передаваемой потребителю. Несинусоидальность кривой напряжения вызывает дополнительные отклонения: перегрузку силовых конденсаторов токами высших гармоник, снижение экономичности работы электросетей

Следует остановиться еще на одном явлении, также ухудшаю­щем качество электроэнергии — на колебании напряжения. При включении короткозамкнутых асинхронных двигателей или других ЭП значительной мощности и резкопеременной нагрузке (прокат­ные станы на металлургических заводах) в сети возникают быстро протекающие, кратковременные изменения напряжении вследствие соответствующих им потерь в сети. Эти изменения обычно называ­ют колебаниями напряжения. Последние отрицательно влияют на зрение при электрическом освещении. Раздражение глаз при этом зависит как от амплитуды колебаний, так и от частоты их возник­новения.

Несимметрия напряжений вызывается обычно мощными одно­фазными нагрузками, например тяговыми, несинусоидальность — нелинейными нагрузками, главным образом установками с вен­тильными преобразователями большой мощности для питания электропривода постоянного тока, в частности тягового.

Рост электропотребления промышленностью и электрифициро­ванным транспортом обусловливает увеличение доли злектроприемников с толчковыми, несимметричными нагрузками, нагрузками с нелинейными характеристиками. Поэтому повышение качества электроэнергии имеет очень большое значение. Влияние качества электроэнергии  на работу электроприемников  — очень важный показатель который необходимо учитывать при проектировании электроэнергетических обьектов.