Качество электрической энергии. Общие положения. Отклонения и размах колебаний частоты. Несимметрия напряжений, страница 4

Допустимые значения размахов изменений напряжения на зажимах ламп накаливания определяют по кривой, приведённой на рис. 5.4, в зависимости от частоты их повторения или интервала между следующими друг за другом изменениями напряжения.

Введение ограничений  на размахи изменений напряжения для источников света вызваны условиями охраны труда. При быстром изменении напряжения наблюдается резкое изменение светового потока, что приводит к зрительной утомляемости людей, снижению производительности труда, увеличению вероятности травматизма, особенно при использовании газоразрядных источников света (возможен стробоскопический эффект).

Колебания напряжения в сетях промышленных предприятий возникают в результате работы мощных резкопеременных нагрузок: электродуговых сталеплавильных печей, сварочных агрегатов, вентильных преобразователей. ГОСТ 13109-67* ограничивает значение и частоту колебаний напряжения только на зажимах осветительных ламп и радиоприборов, однако они отрицательно сказываются и на работе других потребителей.

Значительные колебания напряжения имеют место на шинах подстанций, питающих сварочные машины. Их влияние как на работе потребителей, получающих питание от этих же подстанций, так и на работе самих сварочных машин – ухудшается качество сварки.

Исследования показали, что для машин контактной сварки при различных видах свариваемых деталей колебания напряжения не должны превышать 5%.

При питании печей сопротивления от тиристорных преобразователей колебания напряжения приводят к колебаниям тока нагрузки, что может явиться причиной неустойчивого режима системы автоматического регулирования температуры.

Колебания напряжения, вызываемые работой прокатных станов, приводят к колебаниям электромагнитного момента, активной и реактивной мощности синхронных генераторов блок-станций (ТЭЦ)предприятий, что отрицательно сказывается на экономичности работы станции в целом. Известны случаи возникновения неустойчивой работы системы автоматического регулирования возбуждения и реактивной мощности синхронных генераторов и двигателей и ложной работы устройств форсировки возбуждения.

Снижение колебаний напряжения .

Для снижения или устранения влияния резкопеременных нагрузок используют различные схемы и устройства. Наиболее простым способом являетсяперевод приёмников, вызывающих колебание напряжения, на отдельные линии, подключаемые непосредственно к источнику питания (ГПП,ТЭЦ и др.),минуя цеховые подстанции.

Совместное питание спокойной и ударной нагрузок от одного источника возможно при применении сдвоенного реактора. При этом нагрузки подключают к различным секциям реактора, как показано на рис. 5.5. Обычно ветви его рассчитывают на одинаковые номинальные токи; ветви имеют одинаковые индуктивности. Секции реактора располагают одна над другой, что обеспечивает встречное включение обмоток. Падение напряжения в каждой из них при токах нагрузки Ic и Iy определяют по выражению  или   

Где x_L – индуктивное сопротивление секции реактора; k_м=М/L – коэффициент взаимоиндукции, равный 0,5 – 0,6.

Применение такой схемы, позволяет снизить колебания напряжения, а в ряде случаев обеспечить уровень, не превышающий допустимый.

Для резкопеременных  и спокойных нагрузок в сетях напряжением 6 – 10 кВ применяют силовые трансформаторы с расщеплёнными обмотками. При этом к одной ветви обмотки низшего напряжения трансформатора подключают спокойную нагрузку, а к другой – резкопеременную.

 При большом реактивном сопротивлении питающих линий и низких значениях коэффициента мощности нагрузки применяют продольную ёмкостную компенсацию, т.е. включают конденсаторные батареи последовательно в рассечку линии. Благодаря этому уменьшается сопротивление линии, а также потери напряжения:

ΔU = rI_ном сosφ_ном + (x_L-x_c)I_ном sinφ_ном < rI_ном cosφ_ном + x_LI_ном sinφ_ном.

Применение продольной компенсации не получило широкого распространения из–за следующих нежелательных явлений;

1)увеличение токов КЗ в питающих линиях;

2)появления перенапряжения на конденсаторных батареях при замыканиях за конденсаторами;