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扬州冠丰电力设备有限公司
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阅读:340发布时间:2017-1-19
电压偏差过大影响用电设备的功能和寿命
建筑电气同行都知道用电设备合适的输入电压是与配电系统标称电压(nominal voltage)相同值的额定电压(rated voltage),在额定电压规定偏差范围内用电设备可保证其正常功能和使用寿命。
如果测量一下用电设备进线端子处的电压,测出的往往不是其额定电压值,而是稍偏高或偏低一些。这一偏离值被称作电压偏差(voltage deviation)。
建筑电气设计规范和电气产品标准规定只要此电压偏差值在规定范围内对用电设备的工作都是合适的。在我国一般用电设备的电压偏差规定值为 ± 5 %。
当电压偏高时,电动机将因铁芯铁损增大而温度升高;电压偏低时,电动机将因绕组铜损增大而温度升高。而其轴功率输出则是与输入电压的平方成正比的。只要电压偏差不大于 ± 5 %,电动机仍能保证其额定轴功率输出而不超过其允许温升,不缩短其使用寿命。发达国家电动机因材质较优其电压偏差规定值可达 ± 10 %。
我国有些电气规范规定的自复式过欠压保护非但存在自复通电时的危险性,其过电压动作整定值为270 V,电压正偏差高达 + 22. 7 %,大大超过 ± 5 %规定值,恐难保证用电设备的正常功能和使用寿命。
综上所述,过大的电压偏差将影响用电设备的功能和寿命,它是用电电能质量的一个主要指标。在建筑电气的设计安装中应采取措施减小电压偏差,它被称作电压调整(voltage regulation)。
遗憾的是在现时我国的设计和安装验收中,对电压调整没有给予应有的重视,导致用户在用电中一些不应有的损失。笔者对此了解不多,愿抛砖引玉,陈述一孔之见,供同行批评指正,也提请同行的重视,展开讨论。
公用电网和电气装置产生电压偏差的原因
电压偏差因公用电网和用户电气装置内的电压损失等原因而产生。电压损失的百分数值可简单地以式 (PR+QX) / U2 来计算,式中P、Q分别为系统内的有功负荷及滞后无功负荷,R、X分别为系统内的电阻及感抗,U为电网和装置的标称电压。式中QX产生电压损失远大于PR,所以电网和装置内应具备充足的可调整的超前无功功率以减少式中QX产生电压损失的影响,起到电源系统的电压调整作用。
我国改革开放前,用电电压偏差大,主要原因就是当时国家经济状况欠佳,电网和装置缺乏超前无功功率。
10 kV配电变压器调压开关的电压调整作用
用户配电变压器铭牌上通常有10 kV ± 5 % / 0. 4 kV之类的标志。它说明该变压器是用于10 kV标称电压的电网内的,其二次侧空载线电压为400 V。为使一次侧绕组的匝数与10 kV电网进线电压水平相适应,在一次侧绕组内设有在不带电条件下调整5 % 额定电压绕组匝数的无激磁调压开关(以下简称调压开关)。
图1所示为星形结线一次侧绕组的调压开关的接线简图,3个调压开关是联动的:当10 kV进线电压偏高时将开关调在 + 5 % 位置,以增加绕组匝数;当电压偏低时调在 - 5 % 位置,以减少绕组匝数,使变压器二次侧绕组的空载输出电压接近230 / 400 V,从而起到了电压调整的作用。如果调压开关为2 × 2. 5 %,则电压可调整得更精细一些。
调压开关设在变压器高压侧是因为高压侧电流小,便于调压开关的制作。从图1也可知对于一次侧绕组为星形结线的配电变压器,其调压开关位于绕组电压的低端,承受的电压水平低,且结构也较简单,较易制作。如果绕组为三角形结线则情况要复杂得多。笔者忖度这可能是过去前苏联广泛采用Y,yn12结线配电变压器的原因之一。
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