Влияние несимметрии на работу электроприемников и технологических установок

Введение

Несимметрия напряжений трехфазной сети характеризуется коэффициентом обратной последовательности напряжений k_2U, %, определяемым отношением напряжения обратной последовательности U₂ к номинальному напряжению:

. (1.5)

Значение k_2U в пределах до 2 % нормально допустимо на зажимах любого трехфазного симметричного приемника ЭЭ (ПДЗ составляет 4%).

Коэффициент нулевой последовательности напряжений, , определяется отношением напряжения нулевой последовательности основной частоты к номинальному фазному напряжению U_ном.ф, %:

. (1.6)

Согласно ГОСТ 13109-97, в распределительных сетях с однофазными осветительными и бытовыми приемниками ЭЭ нормально допустимое значение k_0U соответствует 2 %, а ПДЗ - 4 %.

Влияние несимметрии на работу электроприемников и технологических установок

Несимметрия напряжения в электрических сетях предприятий обусловлена наличием мощных однофазных нагрузок (индукционных плавильных и нагревательных печей, сварочных агрегатов, печей электрошлакового переплава), а также трехфазных, длительно работающих в несимметричном режиме (например, ДСП). Трехфазная система напряжений может быть несимметричной при питании сети предприятия от тяговой подстанции переменного тока.

При несимметрии напряжений в трехфазных сетях появляются дополнительные потери в элементах электросетей, сокращается срок службы ламп и электрооборудования и снижаются экономические показатели его работы.

При несимметрии напряжений в электрических машинах переменного тока возникают магнитные поля, вращающиеся не только с синхронной скоростью в направлении вращения ротора, но и с двойной синхронной скоростью в противоположном. В результате возникает тормозной электромагнитный момент, а также дополнительный нагрев активных частей машины, главным образом ротора, за счет токов двойной частоты.

В АД при коэффициентах обратной последовательности напряжений, встречающихся в практике , снижение вращающего момента АД оказывается пренебрежимо малым. Влияние несимметрии на потери в электродвигателе и, следовательно, нагрев и сокращение срока службы изоляции его проявляются в большей мере.

При работе АД с номинальным вращающим моментом и коэффициентом обратной последовательности напряжений, равном 4 %, срок службы изоляции его сокращается примерно в 2 раза только за счет дополнительного нагрева [13]. Если напряжение на одной из фаз будет значительно превышать номинальное значение, сокращение срока службы изоляции будет еще большим. Для обеспечения нормальных условий работы электродвигателей в этом случае необходимо снижать располагаемую мощность их, а при проектировании – увеличивать номинальную мощность электродвигателей, если не предусматриваются специальные мероприятия по симметрированию напряжений сети. Эти обстоятельства возникают, например, при проектировании электрифицированного железнодорожного транспорта на горнообогатительных и некоторых других промышленных предприятиях.

При несимметрии напряжений сети в СД наряду с возникновением дополнительных потерь и нагревом статора и ротора могут возникнуть опасные вибрации в результате появления знакопеременных вращающих моментов и тангенциальных сил, пульсирующих с двойной частотой сети. При значительной несимметрии вибрация может оказаться опасной, в особенности при недостаточной прочности или наличии дефектов сварных соединений. При несимметрии токов, не превышающей 30 %, опасные перенапряжения в элементах конструкций, как правило, не возникают.

Дополнительные потери мощности в СД при несимметричной нагрузке вызывают появление местных (локальных) нагревов обмотки возбуждения, что приводит к необходимости снижать ток возбуждения и тем самым уменьшать значение РМ, выдаваемой в сеть. При этом может возникнуть необходимость снизить активную нагрузку генератора или момент на валу СД.

… Предоставлено в ознакомительных целях.