1.Характеристика осветительных установок как потребителей электроэнергии.

Осн. световыми приборами на промышленных предприятиях являются светильники, в которых как правило используются газоразрядные лампы высокого и низкого давления.

Единичная мощность ламп высокого давления типа ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная) достигает 2х кВт; типа ДРИ (с излучающими добавками, галогенная) – 3.5 кВт; 50кВт – ксеноновых трубчатых ламп. Лампы накаливания применяются ограниченно из-за соображения экономии ЭЭ. Как правило применяется: U=220; 230 В. Для местного освещения U=12 – 42 В. Осветительные ЭП представляют собой однофазную нагрузку, однако вследствие незначительной мощности осветительных приборов при их правильной группировке можно добиться достаточно равномерной нагрузки фаз (несимметрия не превышает 10%).

Характер нагрузки освещения спокойный, при включении ламп накаливания пиковый ток достигает 15-кратного значения рабочего тока. Длительность пикового тока ≈ 0.06 cек. Пиковые токи люминесцентных ламп низкого давления незначительны и кратковременны. У газоразрядных ламп высокого давления ДРЛ, ДРИ пиковый ток ≈ в 1.6 > рабочего, стабилизация рабочего тока – 250 секунд, это надо учитывать при выборе защитных аппаратов.

Лампы газоразрядные включаются через пускорегулирующие аппараты (ПРА), что увеличивает потребление активной мощности освещения. ЛЛНД – 1,2 раза; ДРЛ, ДРИ – 1,1 раза.

Коэффициент мощности газоразрядных ламп ≈0,5-0,6

Люминесцентные лампы низкого давления включаются с помощью компенсированных ПРА, которые обеспечивают cos φ>0.92 – при двуламповых светильниках, ≥0,9 – при одноламповых. Газоразрядные лампы вызывают в проводниках, особенно в нулевом рабочем, токи высших гармоник, среди которых могут быть и гармоники, кратные 3.

Кратковременные перерывы питания на несколько секунд осветительных установок допустимы, продолжительные от нескольких минут до нескольких часов для некоторых производств недопустимы. В таких случаях предусматривается резервирование питания от второго источника или от источника постоянного тока. Там, где отключение освещения представляет опасность для людей или технологических процессов, предусматривается аварийное освещение для эвакуации или для продолжения работы.

2. Работа синхронной машины в режиме двигателя. Угловая характеристика. Рабочие характеристики.

В режиме двигателя обмотка возбуждения подключается к сети постоянного тока, как и в режиме генератора, а обмотка статора – к трехфазной цепи. Трехфазный ток обмотки статора создает вращающееся магнитное поле. На рис. 10.3 магнитное поле статора условно изображено постоянными магнитами, вращающимися со скоростью ω0.

Рис. Режим двигателя СМ а – ХХ, б – под нагрузкой

При отсутствии механической нагрузки на валу двигателя (режим холостого хода) в соответствии с принципом работы электромагнитных устройств общий магнитный поток будет максимальным, если магнитное поле, образованное током возбуждения, и вращающееся магнитное поле статора будут направлены в одну сторону. При этом ротор должен вращаться с той же частотой, что и поле статора. Между полюсами возникает электромагнитная сила, стремящаяся уменьшить воздушный зазор, так что ротор будет испытывать растягивающее усилие, а статор – сжимающее. В этом случае электромагнитный момент, действующий на ротор, будет отсутствовать, так как плечо между этими силами равно нулю.

Под нагрузкой в результате действия тормозного момента сопротивления Мс ротор приотстанет от поля статора на угол θ. Но при этом между электромагнитными силами возникает плечо и, таким образом, создается вращающий момент, который должен уравновесить тормозной момент. Чем больше механическая нагрузка, тем больше величина угла θ, тем больший создается вращающий момент. Можно показать, что электромагнитный вращающий момент пропорционален синусу угла θ между осями магнитных потоков: М = Ммахsinθ.

В режиме двигателя СМ является приёмником электроэнергии и угол φ_c между напряжением сети и током должен быть острым (рис. г). Это будет иметь место, если к валу СМ приложить тормозной момент какой-либо рабочей машины, которая вызовет отставание ротора. Поворот вектора E0 в сторону отставания(по часовой стрелке) повлечет за собой поворот вектора ΔUхо, а т.к. ток должен отставать от напряжения ΔUх на 90, то для всей сети он будет опережающим и образовывать с вектором напряжения сети острый угол.

Как видно из векторной диаграммы, перевозбуждённый синхронный двигатель потребляет из сети опережающий ток, что способствует повышению коэффициента мощности нагрузки, имеющей активно-индуктивный характер (АД). Обычно СД целесообразно применять в установках большой мощности, которые работают в условиях редких пульсов.