電気機器の動作に対する電圧変動、電圧低下、アンバランスの影響

電気ネットワークにおける電圧変動とディップの結果

電気ネットワークの変動と電圧降下は、次のような結果をもたらします。

— 照明装置の光束の変動（ちらつき効果）。

— テレビ受信機の品質の劣化。

- X線装置の故障。

- 制御装置およびコンピュータの誤った操作。

- コンバータの動作における障害。

— 回転機械のシャフトのトルクの変動により、追加の電力損失や機器の摩耗の増加、さらには安定した回転速度を必要とする技術プロセスの混乱が引き起こされます。

機器の動作に対する影響の程度は、振動の振幅と周波数によって決まります。

圧延機などの高出力負荷の変動により、ローカル発電所の発電機のトルク、有効電力、無効電力が変動します。

10% を超える変動や電圧低下によりガス放電ランプが消灯する可能性があり、ランプの種類によっては、かなりの時間が経たないと再点火できない場合があります。大きな変動と電圧降下 (15% 以上) があると、磁気スターターの接点が低下し、生産の中断を引き起こす可能性があります。

10 ～ 12% のスイング変動は、コンデンサや整流器バルブに損傷を与える可能性があります。

電圧の急激な変動は列車の動きに悪影響を及ぼします。電圧変動によって生じる過電圧やサージはコンタクタの信頼性を低下させ、トリップの点で危険です。電気車の場合、4～5％程度の変動は危険です。

電圧変動や電圧降下による電気機器の動作への影響

電圧変動は実際には電気アーク溶接の品質には影響しませんが（溶接金属の熱プロセスの慣性のため）、スポット溶接の品質には大きく影響します。

振幅 3% の電圧変動によるプラント内ネットワークの電力損失の増加は、損失の初期値の 2% を超えません。

冶金プラントでは、電圧変動が 3% を超えると、連続圧延機のドライブの動作速度に不一致が生じ、圧延されたストリップの品質 (厚さの安定性) が低下します。

塩素と苛性ソーダの製造では、電圧の変動によりアノードの摩耗が急激に増加し、生産性が低下します。

化学繊維の生産中の電圧降下により装置が停止し、再起動までに 10% の装置故障の場合は 15 分、100% の装置故障の場合は 24 時間かかります。欠陥製品は、1 つの技術サイクルのトン数の 2.2 ～ 800% を占めます。技術プロセスが完全に回復するまでの時間は3日に達します。

非同期電動機に対する電圧変動と電圧低下の影響

電圧の変動と電圧低下は、低出力の誘導モーターに顕著な影響を与えます。これは、電気駆動装置の回転速度の安定性が高度に要求される繊維、製紙などの業界にとって危険であり、特に人造繊維工場では電圧の変動により巻線の回転が不安定になります。その結果、ナイロン糸が切れたり、太さが不均一になったりします。

電圧の不均衡が電気機器の動作に及ぼす影響

三相システムの電圧の不均衡により、負相電流が発生し、さらに 4 線式ネットワークではゼロ相電流が発生します。逆相電流は、回転機械のさらなる加熱、多相コンバータの動作中に特有の高調波の出現、およびその他の現象を引き起こします。

電圧の不均衡が 2% あると、非同期モーターの耐用年数は 10.8%、同期モーターの耐用年数は 16.2% 減少します。変圧器 — 4% 減少。コンデンサ — 20% 削減。追加の電力の消費により機器が発熱し、効率が低下します。配線。非同期モーターの回転速度はわずかに低下し、シャフトの振動と騒音が増加します。

エンジンのオーバーヒートを避けるためには、エンジンの負荷を軽減する必要があります。出版物 IEC 892 によれば、モータの全負荷は、電圧逆相係数が 1% 以下の場合にのみ許可されます。 2% の場合は負荷を 96%、3% の場合は 90%、4% から 83%、5% の場合は 76% に下げる必要があります。

技術設備に電圧不均衡に対する保護装置が装備されている場合、不均衡レベルが高くなるとスイッチがオフになる可能性があり、技術的障害（品質の低下と製品の供給不足、不合格）が発生します。

ただし、電圧不均衡の主な影響は機器の加熱です。これにより、次の時点でより低いレベルの不均衡が補償される場合、しばらくの間許容値を超える可能性があります。この規定は、機器のウォームアップ時間を超えない時間内のアンバランスの変化を指します。

電気機器の性能に対する電圧および周波数の偏差の影響

正の方向の電圧偏差は、ネットワークの損失の減少、非同期モーターによって駆動される機構の性能の向上につながりますが、エネルギー消費量が増加し、機器、特に白熱灯の耐用年数が短くなります。

定格からのマイナスの偏差は、モーターの耐用年数も減少することを除いて、逆の現象を引き起こします。モータの最適電圧（寿命を考慮した場合）は必ずしも定格電圧と同じではなく、それを逸脱すると寿命が短くなります。

周波数偏差が機器の寿命に及ぼす影響はさらに少なく、 エネルギー損失電圧偏差。

電圧と周波数の偏差による損傷の主な要素は、機器のパフォーマンスの低下によって決定され、使用されるエネルギー量の制限による損傷と同様です。

ほとんどの業界では、この減少は機械時間または残業の増加によって相殺されます。実験的には、連続生産の自動ラインでのみ修正できます。

場合によっては、電圧を許容範囲内に下げることで消費電力を削減することがあり、これは省エネ対策とみなされます。