השפעת סטיות מתח על פעולת מקלטי חשמל
ההשפעה המשמעותית של מתח הרשת על פעולת צרכני החשמל מחייבת תשומת לב רבה לשמירה על המתח במסופי הצרכנים הקרובים למתח הנומינלי. המתח המסופק לצרכנים הוא אחד מחווני איכות חשמל.
ניתן לסווג שינויים במתח החשמל כדלקמן:
1. שינויי מתח איטיים המתרחשים בדרך כלל במהלך פעולת הרשת. שינויים אלו נקראים סטיות מתח... סטיות מתח מוגדרות כהפרש בין המתח בפועל במסופים של צרכני החשמל לבין מתח מדורג... סטיות מתח יכולות להיות שליליות או חיוביות. הראשון מתאים מתחת למתח ביחס לנומינלי, השני - עלייה במתח.
חריגות מתח ברשתות חשמל נגרמות משינויים בעומסי רשת, מצבי הפעלה של תחנות כוח וכו'.
2. שינויים מהירים במתח עקב תקלות במערכות חשמל וסיבות אחרות. דוגמאות מכילות קצרים, מכונות נדנדה, הפעלה וכיבוי של אחד ממרכיבי המתקן וכו'. נגרמות תנודות מתח מהירות.
הכל מקלטי אנרגיה חשמלית מתוכננים לפעול במתח מדורג ספציפי. סטיות מתח מהמתח הנומינלי במסופים שלהם מובילות להידרדרות פעולתם של מקלטי חשמל.
השינוי במאפיינים העיקריים של מנורות ליבון בהתאם למתח במסופים שלהן ניתן באיור. 1.
אורז. 1. מאפיינים של מנורות ליבון: 1 - שטף אור, 2 - שטף אור, 3 - חיי שירות (מספרים על הסמין עבור עקומות 1 ו-2).
העקומות המוצגות מראות את ההשפעה הגדולה של המתח על הביצועים של מנורות ליבון. לדוגמה, ירידה של 5% במתח תואמת לירידה של 18% בשטף האור, וירידה של 10% במתח גורמת לירידה בשטף האור של המנורה ביותר מ-30%.
ירידה בשטף האור של המנורות מובילה לירידה בתאורה של מקום העבודה, וכתוצאה מכך יורד פריון העבודה ומדדי האיכות מתדרדרים.
תאורה לקויה של מקומות עבודה, שבילים, רחובות וכו'. מגדיל את מספר התאונות עם אנשים. צניחה במתח פוגעת ביעילות של מנורות ליבון. הפחתת המתח ב-10% מפחיתה את יעילות האור של המנורה (lm/m/W) ב-20%.
עלייה במתח החשמל מובילה לעלייה ביעילות המנורות.אבל הגדלת המתח מובילה לירידה חדה בחיי המנורות. עם עלייה של 5% במתח, חיי השירות של מנורות ליבון מצטמצמים בחצי, ועם עלייה של 10% - יותר מפי 3.
מנורות פלורסנט פחות רגישות לתנודות מתח החשמל. שינויים במתח של 1% יגרמו לשינוי ממוצע בשטף האור של המנורה של 1.25%.
במכשירי חימום ביתיים (אריחים, מגהצים וכו') גופי החימום מורכבים מהתנגדויות אקטיביות. ההספק שניתן על ידם בהתאם למתח הרשת מתבטא במשוואה
P = I2R = U2/R
מראה כי ירידה במתח החשמל גורמת לירידה חדה בכוח המסופק על ידי מכשיר החימום. זה האחרון מוביל לעלייה משמעותית בזמן ההפעלה של המכשיר ולצריכה מוגזמת של חשמל לבישול וכו'.
המאפיינים של כל שאר מכשירי החשמל הביתיים תלויים גם במתח המסופק. כאשר המתח במסופים של מנועים חשמליים משתנה, מומנט, צריכת החשמל וחיי השירות של הבידוד המתפתל משתנים.
המומנטים של מנועי אינדוקציה הם פרופורציונליים לריבוע המתח המופעל על המסופים שלהם. אם מומנט המנוע במתח נקוב נלקח כ-100%, אז במתח של 90%, למשל, המומנט יהיה 81%. נפילות מתח חמורות עלולות אף לגרום למנועים להיעצר או להתנע, ולהניע מכונות עם תנאי התנעה קשים (מנופים, מגרסה, טחנות וכו').לא מספיק (מומנטים של מנועים חשמליים עלולים לגרום לפגמים במוצר, נזק למוצרים חצי גמורים וכו')
התלות של השינוי בכוח הנצרך על ידי המנועים החשמליים במתח במהלך מצב הפעולה הנייח של המערכת נקראות המאפיינים הסטטיים של העומס החשמלי של הצרכנים.
ככל שהמתח יורד, ההספק הפעיל שצורך המנוע החשמלי פוחת עקב ירידה במומנט וההשפעה הנלווית לכך. החלקה גוברת.
עלייה בהחלקה מובילה לעלייה בהפסדי כוח אקטיביים במנוע. ככל שהמתח עולה, ההחלקה פוחתת והכוח הנדרש להנעת המנגנון עולה. אובדן הכוח הפעיל במנוע החשמלי מצטמצם.
הניתוח מראה כי העומס ההתנגדות מהמנועים החשמליים משתנה באופן לא משמעותי כאשר המתח משתנה, בהתאם למצבי הפעולה הרגילים של המערכת, ולכן ניתן להניח שהוא קבוע.
השינוי בעומס התגובתי של מנועים חשמליים מהמתח תלוי ביחס בין כוח המגנט התגובתי לבין פיזור ההספק התגובתי של המנועים. כוח הממגנט התגובתי משתנה בערך ביחס לחזק הרביעי של המתח. פיזור ההספק התגובתי, בהתאם לזרם של המנועים החשמליים, משתנה ביחס הפוך להספק השני של המתח בקירוב.
כאשר המתח יורד ביחס לנומינלי (לערך מסוים), העומס התגובתי של מנועים חשמליים תמיד יורד.זה מוסבר על ידי העובדה שכוח המגנט התגובתי, שהוא עד 70% מסך ההספק התגובתי הנצרך על ידי המנוע החשמלי, יורד מהר יותר מאשר גדל כוח הפיזור התגובתי.
התלות של צריכת החשמל התגובתית במתח הרשת עבור חלק מהמשתמשים מוצגות באיור. 2. עקומות אלו הן המאפיינים הסטטיים של עומסי החשמל של הצרכנים בכללותם, כלומר תוך התחשבות בהשפעת שנאים, תאורה וכו'. עליהם.
אורז. 2. מאפיינים סטטיים של עומסים חשמליים: 1 - מפעל נייר, cosφ = 0.92, 2 - מפעל לעיבוד מתכת, cosφ = 0.93, 3 - מפעל טקסטיל, cosφ = 0.77.
עקומת טחנת נייר 1 תלולה מאוד. ככל שהעומס על המנועים נמוך יותר ומקדם ההספק שלהם במתח נומינלי גבוה יותר, כך עקומת התלות של ההספק התגובתי הנצרך במתח החשמל תלולה יותר. הפחתת מתח ארוכת טווח של 10% במסופים של מנועים חשמליים כשהם עמוסים במלואם, עקב הטמפרטורה הגבוהה יותר של הפיתולים, עד שבידוד המנועים נשחק בערך פי שניים מהר יותר מאשר במתח הנקוב.