Элетрофикация

Колебания напряжения в сельских сетях, связанные с пуском относительно мощных асинхронных электродвигателей, ухудшают условия пуска, кроме того, может быть нарушена устойчивость работающих электродвигателей. Колебания напряжения создают помехи при работе радиоприемников, телевизоров, компьютеров, мониторов, вызывают мигание ламп осветительных установок. Основная причина отклонений напряжения от номинального значения и его колебаний - изменение нагрузки во времени. Кроме того, отклонения напряжения возникают за счет потерь напряжения на каждом участке сети по пути от источника к потребителю, включая линии и трансформаторы. Для поддержания требуемых уровней напряжения у потребителя в системе сельского электроснабжения используют специальные устройства, обеспечивающие регулирование напряжения, в частности сетевые регуляторы различных типов, конденсаторы, включаемые последовательно и параллельно в сеть, а также регуляторы напряжения генераторов сельских электростанций.

Синусоидальная форма  кривой напряжения искажается из-за нелинейности вольт- амперных характеристик отдельных элементов сети или присоединенных к ней электроприемников. В этом случае кривая напряжения помимо гармоники основной частоты содержит и высшие гармоники. Высшие гармонические составляющие, искажающие форму кривой напряжения, увеличивают индуктивное сопротивление проводов линий и трансформаторов, уменьшает емкостное сопротивление конденсаторов. В результате возрастают потери и отклонения напряжения у электроприемников, а также увеличивается нагрев конденсаторов за счет токов высших гармоник. Токи высших гармоник представляют опасность для конденсаторных установок, используемых, используемых в электрических сетях для компенсации реактивной мощности, и схем газоразрядных ламп, имеющих конденсаторы. Высшие гармоники увеличивают потери мощности и энергии во всех элементах сети, ухудшают технико- экономические показатели системы электроснабжения.

Гармоники более  низких частот, для которых сопротивление асинхронных электродвигателей относительно невелико, создают дополнительные магнитные поля, что повышает нагрев двигателей.

Показатели качества электроэнергии не должны выходить за пределы нормальных значений в течение не менее 95% времени каждых суток и за пределы максимальных значений в остальное время. Показатели качества электроэнергии в послеаварийном режиме должны укладываться в интервал максимальных значений.

В переходном режиме работы электрической сети разрешены кратковременные выходы отклонений напряжения за установленные пределы. Напряжение на зажимах работающих двигателей при пуске других не должно снижаться более чем на 20% номинального.

Несимметрия напряжения оказывает влияние на работу электроприемников. Несимметрию напряжения наблюдают в сельских электрических сетях напряжения 0,38/0,22 кВ, где преобладает несимметричны. При несимметрии отклонения напряжения у однофазных электроприемников , присоединенных к разным фазам, будут различны, а у некоторых могут выходить за допустимые пределы. Несимметрия напряжений трехфазной системы приводит к дополнительному нагреву электродвигателей и сокращению сроков их службы. Несимметрия напряжений может вызвать также вибрацию двигателей, снижающую их долговечность. Ввиду этого в соответствии с ГОСТом нормального значения коэффициента несимметрии напряжений на зажимах трехфазных электроприемников длительно допускается в пределах до 2 % и максимально до 4 %. Несимметрия фазных напряжений существенно отражает на работе осветительных электроприемников, для которых создаются неодинаковые условия в разных фазах, и соответственно при одинаковой их мощности и типа от них получают разные световые потоки . Для уменьшения влияния несимметриии нагрузок на качество напряжения необходимо обеспечить по возможности симметричное распределение электроприемников по фазам и включение более мощных из них на линейное напряжение. Этому способствует также увеличение площади поперечного сечения проводов, и особенно нулевого провода.

2. Способы, снижающие  пусковые токи асинхронных Эл. двигателей.

Чтобы уменьшить пусковой ток трехфазного  асинхронного короткозамкнутого электродвигателя большой мощности, его включают при  помощи переключателя схем со звезды на треугольник. При этом сначала обмотки электродвигателя соединяют по схеме « звезда», потом , когда ротор двигателя наберет номинальную частоту вращения, его обмотки переключают в схему « треугольник». При среднем положении ножей переключателя двигатель отключен от сети. Снижение пускового тока при переключении его обмоток со звезды на треугольник происходит потому, что вместо предназначенной для данного напряжения сети схемы « треугольник» каждая обмотка двигателя включается на напряжение в 3 √3 раза меньше, чем при этом потребляемый ток снижается в три раза. Снижается также в три раза и мощность, развиваемая электродвигателем при пуске. Поэтому этот способ снижения пускового тока двигателя может применяться лишь при нагрузке не более 1/3 номинальной. Для уменьшения пусковых токов применяют также электродвигатели с фазным ротором. Статорная обмотка этого электродвигателя устроена также, как и статорная обмотка короткозамкнутого электродвигателя. Она может быть соединена звездой или треугольником в зависимости от напряжения сети. Основное отличие такого двигателя от короткозамкнутого заключается в устройстве ротора, который имеет трехфазную обмотку, выполненную изолированным проводом. Фазы ротора соединены звездой. Выводы фазной обмотки соединены с контактными кольцами, расположенными на валу двигателя. По кольцам скользят медно-графитовые щетки. К щеткам подключен трехфазный пусковой реостат. Перед включением электродвигателя в сеть реостат должен быть полностью включен. Общее сопротивление цепи обмотки и реостата в результате этого увеличивается. При включении в сеть двигателя с реостатом ток, потребляемый из сети, будет меньше чем при включении этого же двигателя без реостата. После того как ротор двигателя начинает вращаться, реостат полностью выводят и обмотку ротора соединяют накоротко.

Преимущество двигателей с фазным ротором по сравнению с другими  электродвигателями заключается в  том, что их пусковые токи не превышают 1,2-2,5 номинального, а частота вращения при пуске увеличивается плавно. Недостаток их состоит в том, что они дороже и требуют более квалифицированного персонала.