Кондуктивні завади в електромережі

Але є й інший шлях - установлення енергозберігаючого обладнання, що забезпечує якісне електропостачання Вашого електрогосподарства та заощадження коштів у вигляді економії.

Зниження якості електроенергії може призвести до таких наслідків:
- збільшення втрат електроенергії та активної (корисної) потужності;
- скорочення терміну служби електроустаткування і передчасний вихід його з ладу;
- значні похибки в показаннях приладів обліку електроенергії;
- некоректна робота електроприладів і простої електрообладнання;
- порушення нормального ходу технологічного процесу виробництва споживачів, що призводить до зниження якості продукції, що виробляється і до збільшення енерговитрат на виробництво та ін.

Розглянемо вплив деяких показників якості на роботу споживачів.

Відхилення напруги від номінального значення.
В першу чергу на споживачах відбивається усталене відхилення напруги.
При зниженні напруги по відношенню до його номінального значення відбувається зменшення світлового потоку від ламп розжарювання, знижується освітленість в приміщенні, на робочих місцях. Так, зниження напруги на 10% призводить до зменшення освітленості робочої поверхні в середньому на 40%, що викликає зниження продуктивності праці, підвищену стомлюваність персоналу. Підвищення напруги для ламп розжарювання також на 10% призводить до скорочення їх терміну служби і надлишкове освітлення робочих поверхонь, що несприятливо позначається на сприйнятті інформації з моніторів і цифрових приладів. Газорозрядні люмінесцентні лампи при зазначеному діапазоні зміни напруги не настільки істотно змінюють світловіддачу, але збільшення напруги на 10-15% призводить до різкого зниження їх терміну служби, а зниження напруги на 20% викликає відмови запалювання ламп. Поряд зі зменшенням терміну служби освітлювальних приладів збільшення напруги понад його номінального значення призводить до нераціональної витрати електроенергії, так підвищення напруги на 10% призводить до збільшення споживаної потужності ламп розжарювання на 16,4%, люмінесцентних ламп на 20%, ртутних ламп на 24%.
Відхилення напруги від номінального значення призводить до зміни технічних показників електроприводу. Зниження напруги на вході асинхронних двигунів сприяє зміні таких механічних характеристик, як електромагнітний момент, частота обертання (ковзання). При цьому зменшується продуктивність механізму, а при зниженні напруги до рівня, коли механічний момент на валу двигуна перевищує електромагнітний, запуск двигуна стає неможливим. Встановлено, що при зниженні напруги на 15% номінального значення електромагнітний момент асинхронного двигуна знижується до 72%, а при провалах напруги двигун взагалі може зупинитися. При зниженні напруги на вході електродвигуна при тій же споживаної потужності збільшується споживаний струм і відбувається додаткове нагрівання обмоток двигуна, що призводить до скорочення терміну його служби. При роботі двигуна на напрузі 0,9 номінального значення термін його служби скорочується практично вдвічі. Зниження напруги харчування на 1% від номіналу (380 В.) призводить до збільшення втрат в асинхронних двигунах на 0,1%.
Підвищення напруги на вході електродвигуна викликає збільшення споживання реактивної потужності. В середньому на кожен відсоток підвищення напруги споживання реактивної потужності збільшується на 3% для двигунів потужністю 20-100 кВт і на 5-7% для двигунів меншої потужності, при цьому знижується коефіцієнт потужності, зростає повний електричний струм і, відповідно, зростають активні втрати.

Коливання напруги.
Коливання напруги часто відображаються на джерелах світла. Людське око починає сприймати коливання світлового потоку, викликані коливаннями напруги. Коливання напруги мережі негативно позначаються на зоровому сприйнятті об'єктів, графічної і текстової інформації. Від меж зміни напруги і частоти коливань в цьому випадку залежить виникнення флікер-ефектів (мерехтіння світла), що пов'язано з погіршенням умов праці, зниженням його продуктивності і стомлюваністю працівників.
Коливання напруги негативно позначаються на роботі високочастотних перетворювачів, синхронних двигунів, на якості роботи індукційних нагрівальних пристроїв. При коливаннях напруги в мережі на виробництві може випускатися бракована продукція.
Коливання напруги можуть привести до неправильної роботи захисних і автоматичних керуючих систем. При зміні напруги і його коливаннях понад 15% можливе відключення магнітних пускачів.

Відхилення частоти змінної напруги мережі від номінального значення.
При зміні частоти пропорційно змінюється потужність металорізальних верстатів, асинхронного електроприводу різних механізмів і ін. Пропорційно третього ступеня частоти змінюється потужність вентиляторів, відцентрових насосів і т.д. Зниження частоти часто призводить до зміни продуктивності обладнання, а часто і до погіршення якості продукції, що випускається.

Несиметрія напруг у трифазній системі.
Несиметричні значення напруг призводять до того, що в електричних мережах з'являються додаткові втрати. При цьому істотно скорочується термін служби електрообладнання внаслідок додаткового теплового нагріву, так при несиметрії напруг в 2% скорочення терміну служби складає: трансформаторів на 3,9%; синхронних двигунів на 16,2%; асинхронних двигунів на 10,8%; конденсаторних батарей на 20-25%.
При несиметрії напруг в асинхронних двигунах з'являються напруги зворотної послідовності (поява магнітних полів, вектори магнітної індукції яких обертаються в протилежному напрямку з подвоєною синхронною частотою), що викликає протидіє крутний момент. Струм зворотної послідовності призводить до додаткового нагрівання статора і ротора, старіння ізоляції. При 5% несиметрії потужність двигунів знижується на 5-10%. Крім того, при несиметрії напруг знижується потужність багатофазних випрямлячів, конденсаторних батарей і т.д. Це пов'язано з тим, що допустима потужність визначається найбільш завантаженої фазою. При несиметрії напруг в 2% втрати електроенергії збільшуються на 1-4%.
При несиметрії напруг мережі, за допомогою якої живляться синхронні двигуни, можуть додатково виникати небезпечні вібрації. При значній несиметрії фазного напруги вібрації можуть виявитися настільки істотними, що виникає небезпека руйнування фундаментів, на яких встановлюються двигуни, і порушення зварних з'єднань.

Несинусоїдальність кривої напруги при нелінійному навантаженні.
Несинусоїдальність кривої напруги впливає на всі групи споживачів. Це викликано додатковим нагріванням елементів електроприймачів від вищих гармонік. Вищі гармоніки викликають додаткові втрати потужності в двигунах, трансформаторах, а також теплові втрати в ізоляції, силових кабелях і системах, в яких використовуються електричні конденсатори, погіршують умови роботи батарей конденсаторів пристроїв компенсації реактивної потужності. При несинусоїдної кривої напруги відбувається прискорене старіння ізоляції електричних машин, трансформаторів, конденсаторів і кабелів в результаті незворотних фізико-хімічних процесів, що протікають під впливом високочастотних полів (збільшується струм витоку в ізоляції).
Додаткові втрати в провідниках викликає дію скін-ефекту (збільшення активного опору провідника зі зростанням частоти). Зростання опору призводить до додаткового падіння напруги і, відповідно до додаткових втрат енергії. Наприклад, повний опір провідника перетином 20мм на частоті 350Гц (7-а гармоніка) зростає на 60% в порівнянні з його опором постійному струму.