CC BY
61
Лагутенков Алексей Геннадьевич, магистрант, Lelik1one@,gmail. com , Россия, Тула, Тульский государственный университет
WAYS TO REDUCE VOLTAGE FLUCTUATIONS S. V. Ershov, A. G. Lagutenkov
The main ways to reduce voltage fluctuations in the supply electrical grid and their advantages and disadvantages are shown in this article. Different types of loads electrical equipment, connected to the mains, were taken into account for considering how to reduce the voltage fluctuations, and their effect on the supply mains was taken into account too. The solution to this problem is the use of dual reactors, series compensation and split-winding transformers.
Key words: voltage fluctuations, mains deviations, dual reactors, series compensation, batteries of compensator group.
Ershov Sergey Victorovich, candidate of technical science, docent, ener-gy@tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Lagutenkov Alexey Gennadevich, bachelor, Lelik1one@,gmail.com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 62-533.7
АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОЛЕБАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СЕТИ
А.Г. Лагутенков, С.В. Ершов
Рассмотрено влияние колебаний напряжения на качество электроэнергии в питающих сетях, а также влияние на рабочие характеристики электрооборудования. Также определены основные причины возникновения колебаний напряжения в сети и их предельно допустимые значения.
Ключевые слова: колебания напряжения, изменение напряжения, уменьшение напряжения, качество электроэнергии.
Напряжение сети постоянно меняется вместе с изменением нагрузки, режима работы источника питания, сопротивления цепи.
Колебания напряжения вызываются резким изменением нагрузки на рассматриваемом участке электрической сети, например, включением асинхронного двигателя с большой кратностью пускового тока, технологическими установками с быстропеременным режимом работы, сопровождающимися толчками активной и реактивной мощности - такими, как привод реверсивных прокатных станов, дуговые сталеплавильные печи, сварочные аппараты и т. п.
Электросварочные установки могут являться причиной нарушения нормальных условий работы для других электроприемников (ЭП). В частности, сварочные агрегаты, мощность которых в настоящее время достигает 1500 кВт в единице, вызывают более значительные колебания напряжения в электрических сетях, чем, например, пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Двигатели допускают длительную работу с номинальной нагрузкой при повышении напряжения до 10% и понижении до 5% от номинального. При понижении напряжения на 5% от номинального сила тока статора при номинальной нагрузке увеличивается на 5% от номинального.
Для асинхронных двигателей (АД) изменение напряжения на 10% меняет пусковой, рабочий и максимальный момент, имерно, на 20%.
Кроме того, меняются скольжение, коэффициент полезного действия, ток статора и ротора и т.д. Срок службы изоляции двигателя при этом сокращается примерно вдвое. Наглядно зависимости представлены в таблице.
Увеличение напряжения на 1% увеличивает потребляемую реактивную мощность на 3%. При установке АД в поточных линиях изменение напряжения сказывается на производительности и качестве из-за изменения скорости вращения двигателя.
При сварочных работах ухудшается качество шва и растет расход реактивной энергии.
Колебания напряжения с размахом 10...15 % могут привести к выходу из строя батарей конденсаторов, а также вентильных преобразователей.
Изменение параметров асинхронного двигателя при отклонении _напряжения от номинального значения
Характеристики двигателя Изменение характеристик при изменении напряжения
Пределы изменений -10% 10%
Пусковой и максимальный вращающий момент -19% 21%
Синхронная частота вращения со^ со^
Скольжение, % 23% -17%
Частота вращения при номинальной нагрузке -1,5 % 1 %
Коэффициент мощности при нагрузке: номинальной 75% от Рн 50% от Рн 1% 2...3% 4...5% 3% -4% -5...-6%
Окончание таблицы
Характеристики Изменение характеристик при изменении
двигателя напряжения
Коэффициент полезного
действия при нагрузке:
номинальной -2% 1%
75% от Рн со^ со^
50% от Рн -1...-2% 1...2%
Ток статора при номиналь-
ной нагрузке 10% -7%
Ток ротора при номинальной
нагрузке 14% 11%
Пусковой ток -10...-12% 10... 12%
Прирост температуры об-
мотки при номинальной на-
грузке 5...6° не меняется
Увеличение напряжения резко сокращает срок службы осветительных приборов, так увеличение напряжения всего на 5% сокращает срок службы вдвое, а на 10% - в четыре раза.
Уменьшение напряжения резко сокращает световой поток, т.к. он пропорционален квадрату тока, что резко снижает комфортные условия и может вызвать травматизм.
Электронные устройства вообще не допускают отклонения напряжения, поэтому они снабжаются стабилизаторами.
Стандартом определяется воздействие колебаний напряжения на осветительные установки, влияющие на зрение человека. Мигание источников освещения (фликер-эффект) вызывает неприятный психологический эффект, утомление зрения и организма в целом. Это ведет к снижению производительности труда, а в ряде случаев и к травматизму.
Наиболее сильное воздействие на глаз человека оказывают мигания с частотой 3...10 Гц, поэтому допустимые колебания напряжения в этом диапазоне минимальны - менее 0,5 % .
У ламп дневного света возможен стробоскопический эффект, а в сетях, содержащих конденсаторы для компенсации реактивной мощности -появление резонансных явлений.
Список литературы
1. Сибикин Ю.Д. Справочник по эксплуатации электроустановок промышленных предприятий. 4-е изд., испр. и доп. М.: Высшая школа, Изд. Центр «Академия», 2001. 248 с.
2. ГОСТ Р 54149-2010. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введ. 2013-01-01. М.: Изд-во стандартов, 2012. 31 с.
3. Данилов И. А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники: учеб. пособие.- 5-е изд., стер. М.: Высш. шк., 2004. 752 с.
4. Электрические системы и сети: учебное пособие / Лыкин А.В. М.: Логос, 2007. 254 с.
Ершов Сергей Викторович, канд. техн. наук, доц, energy@tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Лагутенков Алексей Геннадьевич, магистрант, Lelik1one@,gmail. com , Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE ANALYSIS AND ASSESSMENT OF THE IMPACT OF VOLTAGE FLUCTUATION ON QUALITY OF ELECTRICITY IN ELECTRICAL GRID
S.V. Ershov, A.G. Lagutenkov
It shows the effect of voltage fluctuations on the quality of electricity in electrical grid and their effect on the performance characteristics of electrical equipment. Also, basic causes of voltage fluctuations in electrical grid and their maximum permissible values are determined in article.
Key words: voltage fluctuations, mains deviations, voltage reduction, quality of elecrtricity.
Ershov Sergey Victorovich, candidate of technical science, docent, ener-gy@tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Lagutenkov Alexey Gennadevich, bachelor, Lelik1one@,gmail.com, Russia, Tula, Tula State University
