受電器の動作に対する電圧偏差の影響

主電源電圧が電気消費者の動作に大きく影響するため、消費者の端子の電圧を公称電圧近くに維持することに多大な注意を払う必要があります。消費者に供給される電圧は次のいずれかです。 電力品質インジケーター.

主電源電圧の変化は次のように分類できます。

1. 通常、ネットワーク動作中に発生する緩やかな電圧変化。これらの変化は電圧偏差と呼ばれます... 電圧偏差は、電力消費者の端子における実際の電圧と、電力消費者の端子における実際の電圧の差として定義されます。 定格電圧… 電圧偏差は負または正の場合があります。 1つ目は公称電圧に対する不足電圧に対応し、2つ目は電圧の増加です。

電気ネットワークの電圧偏差は、ネットワーク負荷、発電所の動作モードなどの変化によって引き起こされます。

2. 電気系統の故障などによる急激な電圧変化。例としては次のものが挙げられます。 短絡、スイングマシン、インスタレーションの要素の 1 つをオンまたはオフにするなど。急激な電圧変動が発生します。

すべての 電気エネルギーの受信機 特定の定格電圧で動作するように設計されています。端子の公称電圧からの電圧の偏差は、受電器の動作の低下につながります。

白熱電球の端子電圧による主な特性の変化を図に示します。 1.

米。 1. 白熱電球の特性: 1 - 光束、2 - 光束、3 - 耐用年数 (曲線 1 と 2 の縦軸の数値)。

示されている曲線は、白熱灯の性能に対する電圧の大きな影響を示しています。たとえば、電圧の 5% の低下は光束の 18% の低下に相当し、電圧の 10% の低下はランプの光束の 30% 以上の低下を引き起こします。

ランプの光束が低下すると作業場の照度が低下し、その結果、労働生産性が低下し、品質指標が低下します。

職場、小道、道路などの照明が不十分である。人との事故が増加します。電圧低下は白熱灯の効率を低下させます。電圧を 10% 下げると、ランプの発光効率 (lm / m / W) が 20% 低下します。

主電源電圧の増加はランプの効率の増加につながります。しかし、電圧を上げるとランプの寿命が急激に短くなります。電圧が5%増加すると白熱灯の寿命は半分に減り、10%増加すると3倍以上短くなります。

蛍光灯は主電源電圧の変動の影響をあまり受けません。電圧が 1% 変化すると、ランプの光束は平均して 1.25% 変化します。

家庭用暖房装置 (タイル、アイロンなど) では、発熱体はアクティブ抵抗で構成されています。主電源電圧に応じてそれらによって与えられる電力は、次の式で表されます。

P = I2R = U2/R

は、主電源電圧の低下により、加熱装置によって供給される電力が急激に低下することを示しています。後者は機器の稼働時間の大幅な増加や調理などでの過剰な電力消費につながります。

他のすべての家庭用電化製品の特性も、供給される電圧に依存します。電気モーターの端子の電圧が変化すると、トルク、消費電力、巻線絶縁体の耐用年数が変化します。

誘導モーターのトルクは、その端子に印加される電圧の二乗に比例します。定格電圧時のモータトルクを100%とすると、例えば90%電圧ではトルクは81%となります。極度の電圧降下により、モーターが失速したり始動できなくなったりして、始動が困難な条件で機械 (ホイスト、クラッシャー、ミルなど) を駆動する可能性もあります。不足（電動機のトルクにより製品不良、半製品破損等の原因となります）

システムの定常動作モード中の電気モーターによって消費される電力の変化の電圧依存性は、消費者の電気負荷の静特性と呼ばれます。

電圧が低下すると、トルクとそれに関連するエネルギーの減少により、電気モーターが消費する有効電力が減少します。 滑りが増大する.

滑りが増加すると、モーターの有効電力損失が増加します。張力が増加すると、滑りが減少し、機構を駆動するために必要な電力が増加します。電気モーターの有効電力の損失が減少します。

分析の結果、システムの通常の動作モードに対応して、電圧が変化しても電気モーターからの抵抗負荷はほとんど変化しないため、一定であると仮定できることがわかりました。

電圧からの電気モーターの無効負荷の変化は、無効磁化電力とモーターの無効電力損失の比率に依存します。無効磁化力は電圧の 4 乗にほぼ比例して変化します。無効電力損失は、電気モーターの電流に応じて、電圧の約 2 乗に反比例して変化します。

電圧が公称値に対して (特定の値まで) 低下すると、電気モーターの無効負荷は常に減少します。これは、電気モーターが消費する全無効電力の最大 70% である無効励磁電力が、無効電力の増加よりも早く減少するという事実によって説明されます。

一部のユーザーの無効電力消費量のネットワーク電圧への依存性を図に示します。 2. これらの曲線は、変圧器や照明などの影響を考慮した、需要家全体の電気負荷の静特性です。それらの上に。

米。 2. 電気負荷の静特性: 1 — 製紙工場、cosφ = 0.92、2 — 金属加工工場、cosφ = 0.93、3 — 繊維工場、cosφ = 0.77。

製紙工場のカーブ 1 は非常に急です。モーターの負荷が低くなり、公称電圧での力率が高くなるにつれて、主電源電圧に対する消費無効電力の依存性の曲線が急になります。電動モーターの絶縁体が定格電圧の約 2 倍の速さで摩耗するまで、巻線の温度が上昇するため、電動モーターが完全に負荷されている場合、端子の電圧が長期的に 10% 低下します。