Jännitepoikkeamien vaikutus sähkövastaanottimien toimintaan
Verkkojännitteen merkittävä vaikutus sähkönkuluttajien toimintaan edellyttää, että kiinnitetään suurta huomiota siihen, että jännite pysyy kuluttajien liittimissä lähellä nimellisjännitettä. Kuluttajille syötetty jännite on yksi sähkön laadun indikaattorit.
Verkkojännitteen muutokset voidaan luokitella seuraavasti:
1. Hitaat jännitteen muutokset, joita tapahtuu yleensä verkon käytön aikana. Näitä muutoksia kutsutaan jännitteen poikkeavuuksiksi... Jännitepoikkeamat määritellään todellisen jännitteen erona tehonkuluttajien liittimissä ja nimellisjännite… Jännitepoikkeamat voivat olla negatiivisia tai positiivisia. Ensimmäinen vastaa alijännitettä suhteessa nimellisarvoon, toinen - jännitteen nousu.
Sähköverkkojen jännitepoikkeamat johtuvat verkon kuormituksen muutoksista, voimalaitosten käyttötavoista jne.
2. Nopeat jännitteen muutokset sähköjärjestelmien vioista ja muista syistä. Esimerkkejä ovat oikosulkuja, keinuvat koneet, yhden asennuksen elementin kytkeminen päälle ja pois jne. Aiheutetaan nopeita jännitevaihteluita.
Kaikki sähköenergian vastaanottimet on suunniteltu toimimaan tietyllä nimellisjännitteellä. Jännitteen poikkeamat nimellisjännitteestä niiden liittimissä johtavat sähkövastaanottimien toiminnan huononemiseen.
Muutos hehkulamppujen pääominaisuuksissa riippuen niiden liittimien jännitteestä on esitetty kuvassa. 1.
Riisi. 1. Hehkulamppujen ominaisuudet: 1 — valovirta, 2 — valovirta, 3 — käyttöikä (käyrien 1 ja 2 numerot ordinaatalla).
Esitetyt käyrät osoittavat jännitteen suuren vaikutuksen hehkulamppujen suorituskykyyn. Esimerkiksi 5 %:n jännitteen lasku vastaa 18 %:n valovirran laskua ja 10 %:n jännitteen lasku aiheuttaa lampun valovirran vähenemistä yli 30 %.
Lamppujen valovirran väheneminen johtaa työpaikan valaistuksen heikkenemiseen, minkä seurauksena työn tuottavuus laskee ja laatuindikaattorit huononevat.
Työpaikkojen, polkujen, katujen jne. huono valaistus. lisää ihmisille sattuvien onnettomuuksien määrää. Jännitteen lasku heikentää hehkulamppujen tehokkuutta. Jännitteen alentaminen 10 % vähentää lampun valotehokkuutta (lm / m / W) 20%.
Verkkojännitteen nousu johtaa lamppujen hyötysuhteen kasvuun.Mutta jännitteen lisääminen johtaa lamppujen käyttöiän jyrkkään vähenemiseen. Kun jännite kasvaa 5 %, hehkulamppujen käyttöikä lyhenee puoleen ja 10 % kasvaessa - yli 3 kertaa.
Loistelamput ovat vähemmän herkkiä verkkojännitteen vaihteluille. 1 %:n jännitteen vaihtelut aiheuttavat lampun valovirran keskimääräisen muutoksen 1,25 %.
Kotitalouksien lämmityslaitteissa (laatat, silitysraudat jne.) lämmityselementit koostuvat aktiivisista vastuksista. Niiden antama teho verkkojännitteestä riippuen ilmaistaan yhtälöllä
P = I2R = U2/R
osoittaa, että verkkojännitteen lasku aiheuttaa jyrkän laskun lämmityslaitteen syöttämässä tehossa. Jälkimmäinen johtaa laitteen käyttöajan merkittävään pidentymiseen ja liialliseen sähkönkulutukseen ruoanlaittoon jne.
Kaikkien muiden kodinkoneiden ominaisuudet riippuvat myös syötetystä jännitteestä. Kun jännite sähkömoottoreiden liittimissä muuttuu, muuttuvat vääntömomentti, tehonkulutus ja käämieristyksen käyttöikä.
Induktiomoottorien vääntömomentit ovat verrannollisia niiden liittimiin syötetyn jännitteen neliöön. Jos moottorin vääntömomentiksi nimellisjännitteellä otetaan 100 %, niin esimerkiksi 90 % jännitteellä vääntömomentiksi tulee 81 %. Voimakkaat jännitehäviöt voivat jopa aiheuttaa moottoreiden pysähtymisen tai käynnistymisen epäonnistumisen, jolloin koneen käynnistysolosuhteet ovat vaikeat (nostimet, murskaimet, myllyt jne.).Riittämätön (sähkömoottorien vääntömomentit voivat aiheuttaa tuotevirheitä, puolivalmiiden tuotteiden vaurioita jne.)
Sähkömoottoreiden kuluttaman tehon muutoksen riippuvuuksia jännitteestä järjestelmän kiinteässä toimintatilassa kutsutaan kuluttajien sähkökuorman staattisiksi ominaisuuksiksi.
Kun jännite laskee, sähkömoottorin kuluttama aktiivinen teho pienenee vääntömomentin ja siihen liittyvän pienenemisen vuoksi. kasvava liukuminen.
Liukuman lisääntyminen johtaa moottorin aktiivisten tehohäviöiden lisääntymiseen. Kun jännitys kasvaa, luisto pienenee ja mekanismin käyttämiseen tarvittava teho kasvaa. Sähkömoottorin aktiivisen tehon menetys vähenee.
Analyysi osoittaa, että sähkömoottoreiden resistiivinen kuorma muuttuu jännitteen muuttuessa merkityksettömästi, mikä vastaa järjestelmän normaaleja toimintatapoja, ja siksi sen voidaan olettaa olevan vakio.
Sähkömoottoreiden loiskuorman muutos jännitteestä riippuu moottoreiden loismagnetointitehon ja loistehohäviön suhteesta. Reaktiivinen magnetointivoima vaihtelee suunnilleen verrannollisesti jännitteen neljänteen tehoon. Loistehohäviö, riippuen sähkömoottoreiden virroista, vaihtelee kääntäen verrannollisesti suunnilleen jännitteen toiseen tehoon.
Kun jännite putoaa suhteessa nimellisarvoon (tiettyyn arvoon), sähkömoottoreiden reaktiivinen kuorma pienenee aina.Tämä selittyy sillä, että loismagnetointiteho, joka on jopa 70 % sähkömoottorin kuluttamasta kokonaisloistehosta, pienenee nopeammin kuin loishäviöteho kasvaa.
Eräiden käyttäjien loistehon kulutuksen riippuvuudet verkkojännitteestä on esitetty kuvassa. 2. Nämä käyrät ovat kuluttajien sähkökuormien staattisia ominaisuuksia kokonaisuutena, eli ottaen huomioon muuntajien, valaistuksen jne. vaikutuksen. yli heidän.
Riisi. 2. Sähkökuormien staattiset ominaisuudet: 1 — paperitehdas, cosφ = 0,92, 2 — metallintyöstölaitos, cosφ = 0,93, 3 — tekstiilitehdas, cosφ = 0,77.
Paperitehtaan käyrä 1 on erittäin jyrkkä. Mitä pienempi moottoreiden kuormitus ja mitä suurempi niiden tehokerroin nimellisjännitteellä on, sitä jyrkempi on kulutetun loistehon riippuvuus verkkojännitteestä. Pitkäaikainen jännitteen aleneminen 10 % sähkömoottoreiden liittimissä täysin kuormitettuina käämien korkeammasta lämpötilasta johtuen, kunnes moottoreiden eristys kuluu noin kaksi kertaa nopeammin kuin nimellisjännitteellä.