Вплив коливань напруги
До числа ЕП, надзвичайно чутливих до коливань напруги відносяться освітлювальні прилади, особливо лампи накалювання й електронна техніка.
Стандартом визначається вплив коливань напруги на освітлювальні установки, що впливають на зір людини. Мерехтіння джерел освітлення (флікер-ефект) викликає неприємний психологічний ефект, стомлення зору й організму в цілому. Це веде до зниження продуктивності праці, а в ряді випадків і до травматизму.
Найбільш сильний вплив на око людини робить мерехтіння із частотою 3 - 10 Гц, тому припустимі коливання напруги в цьому діапазоні мінімальні - менш 0,5 % .
При однакових коливаннях напруги негативний вплив ламп накалювання проявляється в значно більшій мірі, чим газорозрядних ламп. Коливання напруги більше 10 % можуть привести до загасання газорозрядних ламп. Запалювання їх залежно від типу ламп відбувається через кілька секунд і навіть хвилин.
Коливання напруги порушують нормальну роботу й зменшують термін служби електронної апаратури: радіоприймачів, телевізорів, телефонно-телеграфного зв'язку, комп'ютерної техніки, рентгенівських установок, радіостанцій, телевізійних станцій і т.д.
При значних коливаннях напруги (більше 15%) можуть бути порушені умови нормальної роботи електродвигунів, можливе відпадання контактів магнітних пускачів з відповідним відключенням працюючих двигунів.
Коливання напруги з розмахом 10 - 15 % можуть привести до виходу з ладу батарей конденсаторів, а також вентильних перетворювачів.
Вплив коливань напруги на окремі приймачі електроенергії вивчені ще недостатньо. Це утруднює техніко-економічний аналіз при проектуванні й експлуатації систем електропостачання з різко перемінними навантаженнями.
Несиметрія напруг, як ми вже відзначали, викликається найчастіше наявністю несиметричного навантаження. Несиметричні струми навантаження, що протікають елементами системи електропостачання, викликають у них несиметричні спадання напруги. Внаслідок цього на виводах ЕП з'являється несиметрична система напруг. Відхилення напруги в ЕП перевантаженої фази можуть перевищити нормально припустимі значення, у той час як відхилення напруги в ЕП інших фаз будуть перебувати в нормованих межах. Крім погіршення режиму напруги в ЕП при несиметричному режимі істотно погіршують умови роботи як самих ЕП, так і всіх елементів мережі, знижується надійність роботи електроустаткування й системи електропостачання в цілому .
Якісно відрізняється дія несиметричного режиму в порівнянні із симетричним для таких розповсюджених трифазних ЕП, як асинхронні двигуни. Особливе значення для них має напруга зворотної послідовності. Опір зворотної послідовності електродвигунів приблизно дорівнює опору загальмованого двигуна, отже, в 5 - 8 разів менше опору прямої послідовності. Тому навіть невелика несиметрія напруг викликає значні струми зворотної послідовності. Струми зворотної послідовності накладають на струми прямої послідовності й викликають додаткове нагрівання статора й ротора (особливо масивних частин ротора), що призводить до прискореного старіння ізоляції й зменшенню потужності двигуна (зменшенню ККД двигуна). Так, термін служби повністю завантаженого асинхронного двигуна, що працює при несиметрії напруги 4%, скорочується в 2 рази. При несиметрії напруги 5% потужність двигуна зменшується на 5 - 10% .
При несиметрії напруг мережі в синхронних машинах поряд з виникненням додаткових втрат активної потужності й нагріванням статора й ротора можуть виникнути небезпечні вібрації в результаті появи знакозмінних обертаючих моментів і тангенціальних сил, що пульсують із подвійною частотою мережі. При значній несиметрії вібрація може виявитися небезпечною, а особливо при недостатній міцності й наявності дефектів зварених з'єднань. При несиметрії струмів, що не перевищує 30%, небезпечні перенапруги в елементах конструкцій, як правило, не виникають.
У випадку наявності струмів зворотної й нульової послідовності збільшують сумарні струми в окремих фазах елементів мережі, що призводить до збільшення втрат активної потужності й може бути неприпустимо з погляду нагрівання. Струми нульової послідовності протікають постійно через заземлювачи. При цьому додатково висушується й збільшується опір заземлюючих пристроїв. Це може бути неприпустимим з погляду роботи релейного захисту, а також через посилення впливу на низькочастотні установки зв'язку й пристрою залізничного блокування .
Несиметрія напруги значно погіршує режими роботи багатофазних вентильних випрямлячів: значно збільшується пульсація випрямованого напруги, погіршують умови роботи системи імпульсно-фазового керування тиристорних перетворювачів.
Конденсаторні установки при несиметрії напруг нерівномірно завантажують реактивною потужністю фазами, що унеможливлює повне використання встановленої конденсаторної потужності. Крім того, конденсаторні установки в цьому випадку підсилюють вже існуючу несиметрію, тому що видача реактивної потужності в мережу в фазі з найменшою напругою буде менше, ніж в інших фазах (пропорційно квадрату напруги на конденсаторній установці) .
Несиметрія напруг значно впливає й на однофазні ЕП, якщо фазні напруги нерівні, наприклад лампи накалювання, підключені до фази з більш високою напругою, мають більший світловий потік, але значно менший термін служби в порівнянні з лампами, підключеними до фази з меншою напругою. Несиметрія напруг ускладнює роботу релейного захисту, веде до помилок при роботі лічильників електроенергії і т.д.
