Pengaruh penyimpangan tegangan pada pengoperasian penerima listrik

Pengaruh tegangan listrik yang signifikan terhadap pengoperasian konsumen listrik mengharuskan perhatian besar untuk menjaga tegangan di terminal konsumen mendekati tegangan nominal. Tegangan yang diberikan ke konsumen adalah salah satunya indikator kualitas daya.

Perubahan tegangan listrik dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Perubahan voltase lambat yang biasanya terjadi selama operasi jaringan. Perubahan ini disebut penyimpangan tegangan... Penyimpangan tegangan didefinisikan sebagai perbedaan antara tegangan aktual pada terminal konsumen daya dan tegangan pengenal… Penyimpangan tegangan bisa negatif atau positif. Yang pertama berkorespondensi dengan voltase dalam kaitannya dengan nominal, yang kedua - peningkatan voltase.

Penyimpangan tegangan dalam jaringan listrik disebabkan oleh perubahan beban jaringan, mode operasi pembangkit listrik, dll.

2. Perubahan voltase yang cepat karena gangguan pada sistem kelistrikan dan penyebab lainnya. Contohnya termasuk sirkuit pendek, mengayunkan mesin, menghidupkan dan mematikan salah satu elemen instalasi, dll. Fluktuasi tegangan yang cepat disebabkan.

Semuanya penerima energi listrik dirancang untuk beroperasi pada tegangan pengenal tertentu. Penyimpangan tegangan dari tegangan nominal pada terminalnya menyebabkan penurunan pengoperasian penerima listrik.

Perubahan karakteristik utama lampu pijar tergantung pada voltase di terminalnya diberikan pada gambar. 1.

Beras. 1. Karakteristik lampu pijar: 1 — fluks bercahaya, 2 — fluks bercahaya, 3 — masa pakai (angka pada ordinat untuk kurva 1 dan 2).

Kurva yang ditunjukkan menunjukkan besarnya pengaruh tegangan terhadap kinerja lampu pijar. Misalnya, penurunan voltase 5% sesuai dengan penurunan fluks cahaya 18%, dan penurunan voltase 10% menyebabkan penurunan fluks cahaya lampu lebih dari 30%.

Penurunan fluks cahaya lampu menyebabkan penurunan pencahayaan tempat kerja, akibatnya produktivitas tenaga kerja menurun dan indikator kualitas memburuk.

Pencahayaan yang buruk di tempat kerja, jalan setapak, jalan, dll. meningkatkan jumlah kecelakaan dengan orang-orang. Penurunan tegangan menurunkan efisiensi lampu pijar. Mengurangi voltase sebesar 10% mengurangi efisiensi cahaya lampu (lm / m / W) sebesar 20%.

Peningkatan tegangan listrik menyebabkan peningkatan efisiensi lampu.Tetapi peningkatan voltase menyebabkan penurunan tajam dalam masa pakai lampu. Dengan peningkatan voltase 5%, masa pakai lampu pijar berkurang setengahnya, dan dengan peningkatan 10% - lebih dari 3 kali lipat.

Lampu neon kurang sensitif terhadap fluktuasi tegangan listrik. Variasi tegangan sebesar 1% akan menyebabkan perubahan rata-rata fluks cahaya lampu sebesar 1,25%.

Pada perangkat pemanas rumah tangga (ubin, setrika, dll.), Elemen pemanas terdiri dari resistansi aktif. Daya yang diberikan oleh mereka tergantung pada tegangan listrik dinyatakan dengan persamaan

P = I2R = U2/R

menunjukkan bahwa penurunan tegangan listrik menyebabkan penurunan tajam pada daya yang disuplai oleh alat pemanas. Yang terakhir menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam waktu pengoperasian perangkat dan konsumsi listrik yang berlebihan untuk memasak, dll.

Karakteristik semua peralatan listrik rumah tangga lainnya juga bergantung pada voltase yang disediakan. Ketika tegangan pada terminal motor listrik berubah, torsi, konsumsi daya, dan masa pakai isolasi belitan berubah.

Torsi motor induksi sebanding dengan kuadrat tegangan yang diberikan ke terminalnya. Jika torsi motor pada tegangan pengenal diambil 100%, maka pada tegangan 90%, misalnya, torsi akan menjadi 81%. Penurunan tegangan yang parah bahkan dapat menyebabkan motor mati atau gagal start, menggerakkan mesin dengan kondisi start yang sulit (hoist, crusher, mill, dll.).Tidak mencukupi (torsi motor listrik dapat menyebabkan cacat produk, kerusakan produk setengah jadi, dll.)

Ketergantungan perubahan daya yang dikonsumsi oleh motor listrik pada tegangan selama mode operasi sistem stasioner disebut karakteristik statis dari beban listrik konsumen.

Dengan penurunan tegangan, daya aktif yang dikonsumsi oleh motor listrik berkurang karena penurunan torsi dan yang terkait meningkatkan slip.

Peningkatan slip menyebabkan peningkatan kerugian daya aktif di motor. Saat ketegangan meningkat, selip berkurang dan daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan mekanisme meningkat. Hilangnya daya aktif pada motor listrik berkurang.

Analisis menunjukkan bahwa beban resistif dari motor listrik berubah tidak signifikan ketika tegangan berubah, sesuai dengan mode operasi normal sistem, dan oleh karena itu dapat dianggap konstan.

Perubahan beban reaktif motor listrik dari tegangan tergantung pada rasio daya magnetisasi reaktif dan disipasi daya reaktif motor. Gaya magnetisasi reaktif bervariasi kira-kira sebanding dengan kekuatan keempat tegangan. Disipasi daya reaktif, tergantung pada arus motor listrik, bervariasi berbanding terbalik dengan kira-kira daya kedua tegangan.

Ketika tegangan turun relatif terhadap nominal (ke nilai tertentu), beban reaktif motor listrik selalu berkurang.Ini dijelaskan oleh fakta bahwa daya magnetisasi reaktif, yang mencapai 70% dari total daya reaktif yang dikonsumsi oleh motor listrik, berkurang lebih cepat daripada peningkatan daya disipasi reaktif.

Ketergantungan konsumsi daya reaktif pada tegangan jaringan untuk beberapa pengguna ditunjukkan pada gambar. 2. Kurva ini adalah karakteristik statis dari beban listrik konsumen secara keseluruhan, yaitu dengan mempertimbangkan pengaruh trafo, penerangan, dll. atas mereka.

Beras. 2. Karakteristik statis beban listrik: 1 — pabrik kertas, cosφ = 0,92, 2 — pabrik pengerjaan logam, cosφ = 0,93, 3 — pabrik tekstil, cosφ = 0,77.

Kurva Pabrik Kertas 1 sangat curam. Semakin rendah beban pada motor dan semakin tinggi faktor dayanya pada tegangan nominal, semakin curam kurva ketergantungan daya reaktif yang dikonsumsi pada tegangan listrik. Pengurangan tegangan jangka panjang sebesar 10% pada terminal motor listrik saat terisi penuh, karena suhu belitan yang lebih tinggi, hingga insulasi motor aus kira-kira dua kali lebih cepat dari pada tegangan pengenal.