Het effect van spanningsschommelingen, -dalingen en onbalans op de werking van elektrische apparatuur

Gevolgen van spanningsschommelingen en -dips in het elektriciteitsnet

Fluctuaties en spanningsdalingen in het elektriciteitsnet leiden tot de volgende gevolgen:

— fluctuaties in de lichtstroom van verlichtingsinrichtingen (flikkereffect);

— verslechtering van de kwaliteit van televisieontvangers;

— storing van de röntgenapparatuur;

— foutieve bediening van regelapparatuur en computers;

— storingen in de werking van omvormers;

— fluctuaties in het koppel van de as van roterende machines, waardoor extra elektriciteitsverliezen en verhoogde slijtage van apparatuur ontstaan, evenals verstoringen in technologische processen die een stabiele rotatiesnelheid vereisen.

De mate van invloed op de werking van de apparatuur wordt bepaald door de amplitude van oscillaties en hun frequentie.

Schommelingen in de grote vermogensbelasting, bijvoorbeeld walserijen, veroorzaken schommelingen in het koppel, actief en reactief vermogen van generatoren van lokale energiecentrales.

Door schommelingen en spanningsdips van meer dan 10% kunnen gasontladingslampen uitgaan, die afhankelijk van het type lamp pas na geruime tijd weer kunnen ontsteken. Bij grote schommelingen en spanningsdalingen (meer dan 15%) kunnen de contacten van de magnetische starters wegvallen, waardoor productiestoringen ontstaan.

Schommelingsfluctuaties van 10-12% kunnen zowel condensatoren als gelijkrichters beschadigen.

Scherpe spanningsschommelingen hebben een negatieve invloed op de dynamiek van treinbewegingen. Overspanningen en spanningspieken veroorzaakt door spanningsschommelingen verminderen de betrouwbaarheid van schakelaars en zijn gevaarlijk in termen van uitschakeling. Voor elektrisch rollend materieel zijn schommelingen in de orde van grootte van 4-5% gevaarlijk.

Invloed van spanningsschommelingen en -dalingen op de werking van elektrische apparatuur

Spanningsschommelingen hebben praktisch geen invloed op de kwaliteit van elektrisch booglassen (vanwege de traagheid van thermische processen in het lasmetaal), maar ze hebben een aanzienlijke invloed op de kwaliteit van puntlassen.

De toename van elektriciteitsverliezen in netwerken binnen fabrieken veroorzaakt door spanningsschommelingen met een amplitude van 3% bedraagt ​​niet meer dan 2% van de initiële waarde van verliezen.

In metallurgische installaties leiden spanningsschommelingen van meer dan 3% tot een discrepantie in de werksnelheden van de aandrijvingen van continuwalserijen, wat de kwaliteit (diktestabiliteit) van de gewalste band vermindert.

Bij de productie van chloor en caustic soda zorgen spanningsschommelingen voor een sterke toename van de anodeslijtage en een afname van de productiviteit.

Een spanningsval tijdens de productie van chemische vezels veroorzaakt een uitschakeling van de apparatuur, die 15 minuten duurt bij 10% uitval van de apparatuur) tot 24 uur bij 100% uitval van de apparatuur om opnieuw op te starten. Defecte producten maken 2,2 tot 800% uit van de tonnage van een technologische cyclus. De tijd voor volledig herstel van het technologische proces bereikt 3 dagen.

De invloed van spanningsschommelingen en -dalingen op asynchrone elektromotoren

Spanningsschommelingen en -dalingen hebben een merkbaar effect op inductiemotoren met laag vermogen. Dit vormt een gevaar voor de textiel-, papier- en andere industrieën die hoge eisen stellen aan de stabiliteit van de rotatiesnelheid van elektrische aandrijvingen.Met name spanningsschommelingen in kunstmatige vezelfabrieken leiden tot onstabiele rotatie van de wikkelingen. Dientengevolge breken de nylondraden of worden ze verkregen met een ongelijkmatige dikte.

De invloed van spanningsonbalans op de werking van elektrische apparatuur

De onbalans van een driefasig systeem met spanning leidt tot het verschijnen van negatieve sequentiestromen, en in 4-draads netwerken bovendien nulsequentiestromen.Negatieve sequentiestromen veroorzaken extra verwarming van roterende machines, het verschijnen van onkarakteristieke harmonischen tijdens het gebruik van meerfasige omvormers en andere verschijnselen.

Met een spanningsonbalans van 2% wordt de levensduur van asynchrone motoren verminderd met 10,8%, van synchrone motoren - met 16,2%; transformatoren — met 4%; condensatoren - met 20%. De apparatuur warmt op door het verbruik van extra elektriciteit, wat de efficiëntie vermindert. bedrading. De rotatiesnelheid van asynchrone motoren neemt iets af, astrillingen en geluid nemen toe.

Om oververhitting van de motor te voorkomen, moet de belasting worden verminderd. Volgens publicatie IEC 892 is volledige motorbelasting alleen toegestaan ​​met een spanningsnegatieve sequentiefactor van maximaal 1%. Bij 2% dient de belasting teruggebracht te worden naar 96%, bij 3% naar 90%, bij 4% naar 83% en bij 5% naar 76%.

Als technologische installaties zijn uitgerust met een beveiliging tegen spanningsonbalans, kunnen ze bij hoge onbalans worden uitgeschakeld, wat leidt tot technologische storingen (kwaliteitsvermindering en onvoldoende aanvoer van producten, afkeur).

Het belangrijkste effect van de spanningsonbalans is echter de opwarming van de apparatuur, waardoor de toegestane waarden enige tijd kunnen worden overschreden, als dit op de volgende momenten wordt gecompenseerd door een lagere onbalans. Deze voorziening heeft betrekking op de verandering in onbalans binnen een tijd die de opwarmtijd van de apparatuur niet overschrijdt.

Invloed van spannings- en frequentieafwijkingen op de prestaties van elektrische apparatuur

Spanningsafwijkingen in de positieve richting leiden tot een vermindering van verliezen in netwerken, een toename van de prestaties van mechanismen aangedreven door asynchrone motoren), maar het energieverbruik neemt toe, de levensduur van apparatuur, met name gloeilampen, wordt verkort.

Een negatieve afwijking van de classificatie leidt tot het tegenovergestelde, behalve dat de levensduur van de motoren ook wordt verkort. De optimale spanning van de motor (op basis van zijn levensduur) is niet altijd gelijk aan de nominale spanning, maar als deze ervan afwijkt, wordt de levensduur verkort.

Frequentieafwijkingen hebben nog minder invloed op de levensduur van de apparatuur energie verliezenafwijking van de spanning.

De belangrijkste component van schade door spannings- en frequentieafwijkingen wordt bepaald door enige vermindering van de prestaties van apparatuur en is vergelijkbaar met schade door beperkingen die worden opgelegd aan de hoeveelheid gebruikte energie.

In de meeste industrieën wordt deze achteruitgang gecompenseerd door een toename van het aantal machine-uren of overuren. Experimenteel kan het alleen worden bevestigd op automatische lijnen met continue productie.

In sommige gevallen wordt het verlagen van de spanning binnen acceptabele grenzen gebruikt om het stroomverbruik te verminderen, wat wordt beschouwd als een energiebesparende maatregel.