Wahania napięcia odbiorników elektrycznych

Wahania napięcia — są to gwałtowne zmiany napięcia, które we współczesnych układach elektrycznych mogą być spowodowane odpowiednio dużym obciążeniem, charakteryzującym się pulsacyjnym, gwałtownie zmieniającym się charakterem poboru mocy czynnej i biernej.

Projektując układy zasilania urządzeń elektroenergetycznych należy przewidzieć środki eliminujące lub zmniejszające wahania napięcia do powyższych wartości, spowodowane gwałtownie zmieniającymi się obciążeniami dużych silników, pieców elektrycznych o dużej mocy, prostowników itp.

Spośród tych wydarzeń należy odnotować:

• konwergencja odbiorców energii o gwałtownie zmieniających się obciążeniach do źródeł energii dużej mocy,

• zmniejszenie reaktywności sieci zasilającej,

• dystrybucja do poszczególnych linii lub transformatorów odbiorców energii przy gwałtownie zmieniającym się obciążeniu,

• podłączenie obciążeń udarowych i cichych do różnych gałęzi transformatorów z uzwojeniami dzielonymi,

• zastosowanie kompensacji podłużnej.

Wahania napięcia w sieciach 6-10 kV od nagłych zmian obciążenia można z grubsza określić za pomocą przybliżonego wzoru,%

gdzie ΔI to prąd szczytowy w sieci 6-10 kV, Ik to prąd zwarciowy na tym odcinku sieci 6-10 kV (z uwzględnieniem dodatkowego zasilania z silników synchronicznych).

Gdy silniki synchroniczne o szybko zmieniającym się obciążeniu są zasilane z wystarczająco mocnego systemu (jeżeli moc wszystkich źródeł zasilania w systemie jest 10 lub więcej razy większa niż przepięcie rozruchowe największego silnika), wahania napięcia w punkcie przyłączenia silniki można z grubsza określić za pomocą wzoru

gdzie SK to moc zwarciowa w punkcie, w którym wyznacza się δVt, MBA, ΔQ to zmiana obciążenia biernego (ze znakiem dodatnim — ze wzrostem mocy pobieranej i ze spadkiem mocy wyjściowej), Mvar .

Ryż. 1. Obwód elektryczny rozrusznika.

Napięcie szczątkowe podczas asynchronicznego rozruchu (lub samoczynnego rozruchu) silników (rys. 1) zaleca się wyznaczać z następujących wzorów wyprowadzonych do obliczeń (przyjmuje się moc silnika Sd), wzgl. jednostki:

gdzie Vd jest ułamkiem znamionowego spadku napięcia na zaciskach silnika, Vsh jest spadkiem napięcia szyny, Ki jest częstotliwością znamionową prądu rozruchowego silnika,

xload, odp.

xc jest rezystancją zwarciową do szyn zbiorczych podstacji elektroenergetycznej, wzgl.jednostek, SK to moc zwarcia trójfazowego na szynach zbiorczych rozdzielni przy napięciu UnkVA, Sobciążenie to silne obciążenie przyłączone do szyn zbiorczych rozdzielni, kVA, φ obciążenie to kąt przesunięcia fazowego drugie obciążenie, xdop to dodatkowa rezystancja, połączona między szynami zbiorczymi stacji elektroenergetycznej a silnikiem (reaktorem, kablem itp.), wzgl. jednostek, xpr jest wartością obliczoną warunkowo, która nie ma fizycznego znaczenia.

W przypadku braku dodatkowej rezystancji spadek napięcia będzie częścią wartości nominalnej:

Elektryczny piec łukowy

Wahania napięcia spowodowane pracą elektrycznego pieca łukowego (EAF) nie powinny przekraczać powyższych wartości normatywnych, z zastrzeżeniem następujących warunków:

za jedną płytę wiórową

dla grupy płyt wiórowych

gdzie ST to moc znamionowa transformatora pieca łukowego, Sk to moc zwarcia trójfazowego w punkcie, dla którego sprawdzana jest możliwość podłączenia transformatora pieca, Kn to współczynnik narastania wahań napięcia podczas pracy grupa n pieców:

• do płyty wiórowej o tej samej mocy,

• do płyt wiórowych o różnej wytrzymałości,

STmax to moc największego transformatora pieca w grupie pieców.

W przypadku sieci, w których te warunki nie są spełnione, należy wykonać specjalne obliczenia wahań napięcia w celu podjęcia działań w celu ich zmniejszenia.