Причины отклонения значения напряжения:
- суточные, сезонные и технологические изменения токовой нагрузки;
- изменение мощности генераторов и компенсирующих устройств;
- изменения схемы и параметров электрической сети.
Влияние отклонения напряжения на работу различных потребителей электрической энергии.
Отклонения напряжения оказывают значительное влияние на работу электродвигателей. В случае снижения напряжения на клеммах двигателя уменьшается реактивная мощность намагничивания, при той же потребляемой (активной) мощности увеличивается ток двигателя, что вызывает перегрев изоляции обмоток. Повышенная нагрузка на изоляцию приводит к сокращению срока службы двигателя. При значительном снижении напряжения на зажимах асинхронного двигателя, возможно его «опрокидывание», т.е. резкое падение вращающего момента на его валу и значительный рост тока в обмотках статора, что может привести к его возгоранию. Снижение напряжения ухудшает и условия пуска двигателя, так как при этом уменьшается его пусковой момент. Повышение напряжения на выводах двигателя, сверх нормы, приводит к увеличению потребляемой им реактивной мощности, которую необходимо компенсировать.
Вентильные преобразователи обычно имеют систему автоматического регулирования постоянного тока путем фазового управления. Угол регулирования автоматически изменяется прямо пропорционально изменению напряжения питающей сети. Повышение напряжения на 1 % приводит к увеличению потребления реактивной мощности преобразователем на (1,0 ... 1,5) %, что ведёт к ухудшению коэффициента мощности.
Электротермическое оборудование, электролизные и сварочные установки также чувствительны к отклонениям напряжения. Понижение напряжения приводит к увеличению производственного процесса во времени, а иногда и к браку продукции.
Следует также отметить одно простое, но очень важное правило, общее для любых потребителей электрической энергии при повышении напряжения сверх номинального происходит перерасход электроэнергии по сравнению с уровнем ее потребления в номинальном режиме работы электрооборудования.
Ответственность и меры компенсации
Согласно ГОСТ 13109-97 ответственность за поддержание отклонения напряжения в пределах норм лежит на энергоснабжающих организациях. Существуют два основных способа обеспечения требований по отклонениям напряжения в электрической сети.
Первый способ, основанный на снижении потерь напряжения в питающих линиях, может быть реализован за счет снижения активного и реактивного сопротивлений. Снижение активного сопротивления достигается увеличением сечения проводов, а реактивного – применением устройств компенсации. Емкостная компенсация параметров линии заключается в последовательном включении конденсаторов в рассечку линии, благодаря чему уменьшается ее реактивное сопротивление.
Эффективным средством регулирования напряжения являются источники реактивной мощности. Их воздействие основано на снижении перетоков реактивной мощности по линиям питающей сети, т. е. на снижении составляющей потерь напряжения. В качестве источников реактивной мощности используются синхронные двигатели, работающие в режиме перевозбуждения, конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы и статические тиристорные компенсаторы.
Второй способ заключается в регулировании уровня напряжения в центре питания и у потребителя. Технически это осуществляется путем изменения коэффициента трансформации с помощью систем переключения витков обмоток трансформатора без возбуждения и регулирования под нагрузкой