4.2. Efectul devierilor de tensiune
Abaterile de tensiune au un efect semnificativ asupra funcționării motoarelor asincrone (AD), care sunt cei mai obișnuiți receptoare de energie electrică din industrie.
Fig. 4.1 Caracteristicile mecanice ale motorului la tensiuni nominale (M1) și inferioare (M2).
Când tensiunea se schimbă, caracteristica mecanică AD se modifică - dependența cuplului său M pe alunecarea s sau viteza de rotație (figura 4.1). Cu o precizie suficientă, putem presupune că cuplul motorului este proporțional cu pătratul tensiunii la bornele sale. Când tensiunea scade, cuplul și viteza rotorului motorului sunt reduse, pe măsură ce crește alunecarea. Scăderea vitezei de rotație depinde, de asemenea, de legea modificării momentului de rezistență Mc (în figura 4.1 Mc este considerată constantă) și de sarcina motorului. Dependența vitezei rotorului de motor asupra tensiunii poate fi exprimată ca:
unde nc este frecvența de rotație sincronă;
k3 - factorul de încărcare a motorului;
Un. Snom - valorile nominale ale tensiunii și, respectiv, alunecării.
Formula (4.1) arată că pentru sarcini mici ale motorului, viteza rotorului va fi mai mare decât viteza nominală (la sarcina nominală a motorului). În astfel de cazuri, scăderea tensiunii nu duce la o scădere a productivității echipamentului de proces, deoarece nu există o reducere a turației motorului sub viteza nominală.
Pentru motoarele care funcționează la sarcină maximă, scăderea tensiunii reduce viteza de rotație. Dacă performanța mecanismelor depinde de turația motorului, se recomandă menținerea tensiunii la ieșirea acestor motoare la o tensiune care să nu fie mai mică decât cea nominală. Cu o reducere semnificativă a tensiunii la bornele motoarelor care funcționează la sarcină maximă, momentul de rezistență al mecanismului poate depăși cuplul, ceea ce duce la o "răsturnare" a motorului, adică să o oprească. Pentru a evita deteriorarea, motorul trebuie să fie deconectat de la rețea.
Reducerea tensiunii agravează, de asemenea, condițiile de pornire ale motorului, deoarece aceasta reduce cuplul de pornire.
De interes practic este dependența puterii active și reactive consumate de motor la tensiunea la terminalele sale.
În cazul în care tensiunea la bornele scăderilor de putere reactivă cu motor magnetizare (pentru 2 - 3%, atunci când tensiunea scade cu 1%) pentru aceleași creșteri de curent cu motor putere, care cauzează supraîncălzirea izolației.
Dacă motorul funcționează mult timp sub tensiune redusă, durata de viață a motorului scade datorită uzurii accelerate a izolației. Aproximativ durata de viață a izolației T poate fi determinată de formula:
unde Tnom este durata de viață a izolației motorului la tensiunea nominală și sarcina nominală;
R este un coeficient în funcție de valoarea și semnul deviației de tensiune, precum și de factorul de încărcare al motorului și este egal.
Prin urmare, din punctul de vedere al încălzirii motorului, deviațiile negative de tensiune sunt mai periculoase în limitele considerate.
Scăderea tensiunii conduce, de asemenea, la o creștere notabilă a puterii reactive pierdute în reactanța împrăștierii liniei, a transformatoarelor și a tensiunii arteriale.
Creșterea tensiunii la conductorii motorului duce la o creștere a puterii reactive consumate de acestea. În același timp, consumul specific de putere reactivă crește odată cu scăderea factorului de încărcare al motorului. În medie, pentru fiecare creștere procentuală a consumului de putere reactivă de tensiune este crescut cu 3% sau mai mult (în mare parte datorită creșterii motorului la ralanti curent), care, la rândul său, duce la o creștere a pierderilor de putere activă în elementele rețelei electrice.
Lămpile cu incandescență sunt caracterizate de parametrii nominali: consumul de energie Pn. fluxul de lumină Fnom. ieșire luminată # 951; nom (egal cu raportul dintre fluxul luminii emise de lampă și puterea sa) și durata medie de viață nominală Tnom. Acești indicatori depind în mare măsură de tensiunea la bornele lămpilor cu incandescență. Pentru abateri de tensiune de 10%, aceste caracteristici pot fi descrise aproximativ prin următoarele formule empirice:
Fig. 4.2 Dependențele caracteristicilor lămpilor cu incandescență la tensiune:
1 - consumul de energie, 2 - fluxul luminos, 3 - ieșirea luminii, 4 - durata de viață.
Se poate observa din curbele din figura 4.2 că fluxul luminos scade cel mai vizibil odată cu scăderea tensiunii. Când tensiunea depășește valoarea nominală, fluxul luminos F crește. Energia lămpii P și luminozitatea h. dar durata de viață a lămpilor T este redusă drastic și, ca urmare, acestea ard rapid. În același timp, există un surplus de energie electrică.
Schimbările de tensiune conduc la modificări corespunzătoare ale fluxului luminos și iluminării, ceea ce afectează în cele din urmă productivitatea muncii și oboseala unei persoane.
Lămpile fluorescente sunt mai puțin sensibile la deviațiile de tensiune. Atunci când un consum de energie creștere de tensiune și de ieșire crește ușor, reducând în același timp - scădere, dar nu la fel de mult ca în lămpi incandescente. Atunci când condițiile subtensiune de aprinderea lămpilor fluorescente se deterioreze, astfel încât durata lor de viață determinat prin pulverizare acoperit cu un strat de oxid de electrozi este redusă negativ și la abaterile de tensiune pozitivă.
Cu abateri de tensiune de 10%, durata de viață a lămpilor fluorescente este redusă cu o medie de 20-25%. Un dezavantaj semnificativ al lămpilor fluorescente este consumul lor de putere reactivă, care crește odată cu creșterea tensiunii aplicată acestora.
Convertoarele de poartă au de obicei un sistem de comandă automată a curentului direct prin controlul fazelor. Când crește tensiunea în rețea, unghiul de control crește automat și scade cu scăderea tensiunii. O creștere a tensiunii cu 1% duce la o creștere a consumului de putere reactivă a convertizorului cu aproximativ 1-1,4%, ceea ce duce la o deteriorare a factorului de putere. În același timp, se îmbunătățesc și alți indicatori ai convertizoarelor de porți cu creșterea tensiunii și, prin urmare, este avantajos să se mărească tensiunea la bornele lor în limitele admise.
Cuptoarele electrice sunt sensibile la abaterile de tensiune. Reducerea tensiunii cuptoarelor cu arc electric, de exemplu, cu 7%, duce la o alungire a procesului de topire a oțelului cu un factor de 1,5. O creștere a tensiunii de peste 5% duce la un excedent de energie electrică.
Anomaliile de tensiune afectează negativ funcționarea mașinilor electrice de sudură. de exemplu, pentru mașinile de sudare cu puncte, atunci când tensiunea este schimbată cu 15%, se obține o căsătorie de produs de 100%.
Trimiteți-le prietenilor: