Что делать, если напряжение нестабильное?

Нестабильность напряжения

Существует два аспекта нестабильности напряжения. Первый — это отклонение напряжения, второй — колебание напряжения.

Отклонение напряжения — это «медленное» изменение фактической амплитуды напряжения, при котором оно в течение определённого времени отклоняется от номинального значения. Такое отклонение относится к установившемуся режиму и обычно проявляется в виде повышенного или пониженного напряжения. Величина отклонения напряжения в основном зависит от режима работы энергосистемы, сопротивления линии, а также изменений активной и реактивной нагрузки. Как правило, отклонение напряжения связано с местоположением электрооборудования и временем его работы, например, пониженное напряжение на конце линии или повышенное напряжение в ночное время.

Способы устранения нестабильности напряжения

Основные меры по снижению отклонения напряжения включают:

правильный выбор коэффициента трансформации и положения ответвлений трансформатора;

рациональное снижение сопротивления линий электропередачи;

повышение коэффициента мощности, рациональное выполнение реактивной компенсации и автоматическое переключение мощности компенсирующих устройств в зависимости от изменения напряжения и нагрузки;

своевременную корректировку режима работы энергосистемы в соответствии с распределением потоков мощности;

применение средств регулирования напряжения по нагрузке, таких как трансформаторы с регулированием под нагрузкой.

Колебания напряжения

Колебание напряжения — это «резкое» изменение фактической амплитуды напряжения, при котором оно за короткий промежуток времени отклоняется от номинального значения. Такое отклонение носит динамический характер и называется колебанием напряжения.

Основной причиной колебаний напряжения являются ударные нагрузки, возникающие при резких изменениях нагрузки крупного электрооборудования. Пуск и остановка, а также загрузка и разгрузка мощных электродвигателей — например, захват металла в прокатных станах, подъём и пуск кранов, короткие замыкания в период плавки дуговых печей, зажигание дуги в сварочных аппаратах, пуск и подъём электровозов — всё это создаёт ударные нагрузки.

Величина колебаний напряжения в основном определяется частотой колебаний, их амплитудой, а также требованиями к качеству электроэнергии на рабочем месте.

Меры по подавлению колебаний напряжения включают:

увеличение мощности системы электроснабжения (например, замену трансформаторов на более мощные или подключение к крупной энергосистеме);

повышение уровня напряжения электроснабжения;

применение выделенных трансформаторов и отдельных линий электропередачи;

совершенствование технологических процессов и уровня эксплуатации;

использование специализированного оборудования стабилизации напряжения.

Причины нестабильности напряжения

Нестабильность напряжения в основном связана с ростом электрической нагрузки и состоянием линий электропередачи (например, недостаточное сечение проводов, их старение и т. д.). Таким образом, нестабильность напряжения часто связана с большим количеством подключённых электроприборов, однако существуют и другие, менее заметные причины.

Во-первых, нагрузка по фазам распределена неравномерно, то есть электрик неправильно распределил нагрузку между тремя фазами, что приводит к повышенному напряжению на одних фазах и пониженному — на других. Решением является измерение трёхфазного напряжения в часы пикового потребления и подключение бытовой нагрузки к наиболее стабильной фазе.

Во-вторых, внешние линии электроснабжения и передачи электроэнергии устарели, а некоторые соединения длительное время имеют плохой контакт. Это не проблема, которую пользователь может решить самостоятельно.

В-третьих, в цепи присутствуют крупные электроприборы, такие как мощные электродвигатели. Частые пуски таких двигателей вызывают колебания напряжения в сети. Кроме того, частое использование сварочных аппаратов также может приводить к колебаниям напряжения. Основная причина заключается в недостаточной компенсации реактивной мощности, что относится к зоне ответственности энергоснабжающей организации.

Основные факторы нестабильности напряжения

Наличие крупных потребителей электроэнергии, таких как промышленные предприятия. Их пуск и остановка оказывают значительное влияние на электросеть, и жители вблизи предприятий ощущают нестабильность напряжения.

Аварии в сетях передачи и распределения электроэнергии. Срабатывание релейной защиты приводит к колебаниям напряжения; при несвоевременном срабатывании возможно масштабное отключение электроэнергии.

Избыточное потребление реактивной мощности при недостаточной компенсации, что также вызывает падение напряжения в сети.

Проблемы на электростанциях, особенно связанные с развитием возобновляемых источников энергии, таких как ветровая и солнечная генерация. При недостаточной скорости ветра ветровые электростанции отключаются от сети, что также влияет на стабильность напряжения.

Причины и решения проблем нестабильности напряжения

1. Наличие поблизости крупных заводов или мощного оборудования.
При работе крупного оборудования напряжение в окружающей сети резко снижается.

Решение: использование стабилизатора напряжения с широким диапазоном регулирования.

2. Пиковый период потребления электроэнергии.
В это время одновременно включаются бытовые электроприборы: кондиционеры, компьютеры, холодильники, индукционные плиты и т. д. Особенно при пуске кондиционеров и индукционных плит возникает большой пусковой ток, вызывающий падение напряжения.

Решение: использование стабилизатора напряжения с широким диапазоном регулирования.

3. Недостаточная мощность трансформатора электроснабжения.
В часы пикового потребления напряжение оказывается недостаточным.

Решение: проблема сложна для устранения, рекомендуется применение стабилизатора напряжения с широким диапазоном регулирования.

4. Недостаточное сечение питающих проводов.
Если речь идёт о собственной электропроводке пользователя.

Решение: рекомендуется заменить провода на кабели большего сечения. Если это экономически нецелесообразно или требует больших объёмов работ, целесообразно использовать стабилизатор напряжения с широким диапазоном регулирования.