L'effetto di fluttuazioni di tensione, abbassamenti e squilibri sul funzionamento delle apparecchiature elettriche

Conseguenze delle fluttuazioni di tensione e dei buchi nella rete elettrica

Le fluttuazioni e le cadute di tensione nella rete elettrica portano alle seguenti conseguenze:

— fluttuazioni del flusso luminoso dei dispositivi di illuminazione (effetto flicker);

— deterioramento della qualità dei ricevitori televisivi;

— malfunzionamento dell'apparecchiatura a raggi X;

— falso funzionamento dei dispositivi di regolazione e dei computer;

— disturbi nel funzionamento dei convertitori;

— fluttuazioni della coppia dell'albero delle macchine rotanti, che causano ulteriori perdite di elettricità e maggiore usura delle apparecchiature, nonché disturbi nei processi tecnologici che richiedono una velocità di rotazione stabile.

Il grado di influenza sul funzionamento dell'apparecchiatura è determinato dall'ampiezza delle oscillazioni e dalla loro frequenza.

Elevate fluttuazioni del carico di potenza, ad esempio laminatoi, provocano fluttuazioni della coppia, della potenza attiva e reattiva dei generatori delle centrali elettriche locali.

Oscillazioni e cadute di tensione superiori al 10% possono causare lo spegnimento delle lampade a scarica di gas che, a seconda del tipo di lampada, possono riaccendersi solo dopo un considerevole periodo di tempo. Con forti fluttuazioni e cadute di tensione (oltre il 15%), i contatti degli avviatori magnetici possono cadere, causando interruzioni della produzione.

Fluttuazioni di oscillazione del 10-12% possono causare danni ai condensatori e alle valvole raddrizzatori.

Le forti fluttuazioni di tensione hanno un impatto negativo sulla dinamica del movimento del treno. Le sovratensioni e le sovratensioni causate dalle fluttuazioni di tensione riducono l'affidabilità dei contattori e sono pericolose in termini di intervento. Per il materiale rotabile elettrico sono pericolose oscillazioni dell'ordine del 4-5%.

Influenza delle fluttuazioni e delle cadute di tensione sul funzionamento delle apparecchiature elettriche

Le fluttuazioni di tensione praticamente non influiscono sulla qualità della saldatura ad arco elettrico (a causa dell'inerzia dei processi termici nel metallo saldato), ma influiscono in modo significativo sulla qualità della saldatura a punti.

L'aumento delle perdite di energia elettrica nelle reti interne all'impianto causate da fluttuazioni di tensione con un'ampiezza del 3% non supera il 2% del valore iniziale delle perdite.

Negli impianti metallurgici, fluttuazioni di tensione superiori al 3% portano a una discrepanza nelle velocità operative degli azionamenti dei laminatoi continui, che riduce la qualità (stabilità dello spessore) del nastro laminato.

Nella produzione di cloro e soda caustica, le fluttuazioni di tensione provocano un forte aumento dell'usura degli anodi e una diminuzione della produttività.

Una caduta di tensione durante la produzione di fibre chimiche provoca un arresto dell'apparecchiatura, che richiede da 15 minuti in caso di guasto dell'apparecchiatura del 10%) a 24 ore in caso di guasto dell'apparecchiatura del 100%) per riavviarsi. I prodotti difettosi costituiscono dal 2,2 all'800% del tonnellaggio di un ciclo tecnologico. Il tempo per il pieno recupero del processo tecnologico raggiunge i 3 giorni.

L'influenza delle fluttuazioni e delle cadute di tensione sui motori elettrici asincroni

Le fluttuazioni e gli abbassamenti di tensione hanno un effetto notevole sui motori asincroni a bassa potenza. Ciò rappresenta un pericolo per l'industria tessile, della carta e di altro tipo che pone requisiti elevati alla stabilità della velocità di rotazione degli azionamenti elettrici.In particolare, le fluttuazioni di tensione nelle fabbriche di fibre sintetiche portano a una rotazione instabile degli avvolgimenti. Di conseguenza, i fili di nylon o si rompono o si ottengono con spessori non uniformi.

L'influenza dello squilibrio di tensione sul funzionamento delle apparecchiature elettriche

Lo squilibrio di un sistema trifase con tensione porta alla comparsa di correnti di sequenza negativa e, nelle reti a 4 fili, inoltre, correnti di sequenza zero.Le correnti di sequenza negativa causano un ulteriore riscaldamento delle macchine rotanti, la comparsa di armoniche insolite durante il funzionamento di convertitori multifase e altri fenomeni.

Con uno squilibrio di tensione del 2%, la durata dei motori asincroni si riduce del 10,8%, dei motori sincroni del 16,2%; trasformatori — del 4%; condensatori — del 20%. L'apparecchiatura si riscalda a causa del consumo di elettricità aggiuntiva, che riduce l'efficienza. cablaggio. La velocità di rotazione dei motori asincroni diminuisce leggermente, le vibrazioni dell'albero e il rumore aumentano.

Per evitare il surriscaldamento del motore, il suo carico deve essere ridotto. Secondo la pubblicazione IEC 892, il pieno carico del motore è consentito solo con un fattore di sequenza negativa della tensione non superiore all'1%. Al 2% il carico dovrebbe essere ridotto al 96%, al 3% al 90%, al 4% all'83% e al 5% al ​​76%.

Se gli impianti tecnologici sono dotati di protezione contro lo squilibrio di tensione, allora ad alti livelli di squilibrio possono essere spenti, il che porta a guasti tecnologici (riduzione della qualità e fornitura insufficiente di prodotti, rifiuto).

Tuttavia, l'effetto principale dello squilibrio di tensione è il riscaldamento dell'apparecchiatura, a causa del quale i valori consentiti possono essere superati per qualche tempo, se nei momenti successivi questo viene compensato da un livello inferiore di squilibrio. Questa disposizione si riferisce alla variazione dello squilibrio entro un tempo che non supera il tempo di riscaldamento dell'apparecchiatura.

Influenza della deviazione di tensione e frequenza sulle prestazioni delle apparecchiature elettriche

Le deviazioni di tensione nella direzione positiva portano a una riduzione delle perdite nelle reti, un aumento delle prestazioni dei meccanismi azionati da motori asincroni), ma il consumo di energia aumenta, la durata delle apparecchiature, in particolare le lampade a incandescenza, è ridotta.

Una deviazione negativa dal valore nominale porta ai fenomeni opposti, tranne per il fatto che si riduce anche la vita utile dei motori. La tensione ottimale del motore (basata sulla sua vita utile) non è sempre uguale alla tensione nominale, ma se si discosta da essa, la vita utile si riduce.

Le deviazioni di frequenza hanno un effetto ancora minore sulla durata dell'apparecchiatura e perdite di energiadeviazione di tensione.

La componente principale del danno da deviazioni di tensione e frequenza è determinata da una certa riduzione delle prestazioni dell'apparecchiatura ed è simile al danno da limitazioni imposte sulla quantità di energia utilizzata.

Nella maggior parte dei settori questo calo è compensato da un aumento delle ore macchina o degli straordinari. Sperimentalmente può essere fissato solo su linee automatiche a produzione continua.

In alcuni casi, l'abbassamento della tensione entro limiti accettabili viene utilizzato per ridurre il consumo energetico, che è considerato una misura di risparmio energetico.