Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Математика, химия, физика arrow Электроэнергетические системы и сети. Энергосбережение

Влияние несинусоидальности напряжения

Несинусоидальность напряжения неблагоприятно влияет на электрооборудование, автоматику и релейную защиту, системы учета электроэнергии. Данное влияние проявляется в виде дополнительных потерь активной и реактивной мощностей, затруднения компенсации реактивной мощности с помощью батарей конденсаторов, сокращения срока службы изоляции электрооборудования, создания электромагнитных помех системам автоматики, защиты, связи. Уровень дополнительных активных потерь от высших гармоник в сетях электрических систем составляет 2-4 % потерь при синусоидальном напряжении. В сетях предприятий, а также электрифицированного железнодорожного транспорта эти потери могут достигать 10-15%.

Во многих электрических сетях различных напряжений с источниками высших гармоник батареи конденсаторов практически не работают: они или отключаются защитой от перегрузок по току, или выходят из строя в результате вспучивания, а иногда и взрывов. Это связано с возникновением резонанса на частоте какой-либо из гармоник, имеющейся в амплитудном спектре напряжения сети. Резонансные контуры образуются емкостью батарей конденсаторов и индуктивностью сети.

Влияние несимметрии напряжений

Источниками несимметрии напряжений в электрических сетях являются мощные однофазные потребители (индукционные плавильные и нагревательные печи, сварочные агрегаты, коммунально-бытовая нагрузка и др.), а также трехфазные потребители, длительно работающие в несимметричном режиме. При несимметрии напряжений происходит увеличение потребления активной и реактивной мощностей, увеличение потерь электроэнергии, снижение ресурса электрооборудования, снижение вращающего момента асинхронных двигателей и производительности механизмов.

Дополнительные потери активной мощности, обусловленные несимметрией напряжений но обратной последовательности, определяются выражением [21]:

image136

(4.47)

где r - активное сопротивление; Х2 - реактивное сопротивление обратной последовательности;- коэффициент обратной последовательности;

image138

U2 - напряжение обратной последовательности.

Расчеты показывают, что при относительное увеличение потерь для асинхронных двигателей составляет порядка 2-4%, для трансформаторов порядка 1-4%, для синхронных двигателей около 4 %.

Сокращение срока службы изоляции составляет от 2 до 16 % в зависимости от вида оборудования и стабильного уровня несимметрии напряжений.

Напряжения обратной последовательности создают вращающий момент двойной частоты, направленный в противоположном направлении моменту вращения ротора электрической машины, т. е. создают тормозной электромагнитный момент.

В асинхронных двигателях уменьшение полезного вращающего момента А при известном скольжении S пропорционально квадрату относительного значения коэффициента несимметрии напряжений по[21]:

image137

(4.48)

где Z1A, Z2A - полные сопротивления прямой и обратной последовательностей электродвигателя.

Снижение вращающего момента асинхронного двигателя при 1C2и= 0,05-0,06 составляет порядка 2,5-3,5 %, т. е. весьма незначительно.

При несимметрии напряжений в синхронных машинах, наряду с возникновением дополнительных потерь и нагревом статора и ротора, могут начаться опасные вибрации, вызванные вращающими моментами, пульсирующими с двойной частотой. Эти моменты появляются как следствие взаимодействия магнитных потоков, созданных токами обратной последовательности в цепях статора и ротора, а также потоков, обусловленных токами прямой последовательности. При значительной несимметрии напряжений вибрация может оказаться опасной и вызывать разрушения сварных соединений.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы