нденсаторні батареї і кабелі. У конденсаторах втрати пропорційні частоті. ВГ призводять до додаткового нагріванню конденсаторів і швидкого виходу їх з ладу. Обмеження по додатковому нагріванню КБ задані допустимим збільшенням чинного на його затискачах напруги до 10% від Uном і діючого значення струму до 30% від Iном.
Крім того, збільшення kU призводить до старіння ізоляції, якість якої характеризується tg?. Робота КБ з kU=5% протягом двох років призводить до збільшення tg? в 2 рази.
Аналогічно сприйнятливі до ВГ та кабелі, якість діелектрика яких характеризується струмом витоку. При kU=6,85% за 2,5 року струм витоку зростає на 36%, а через 3,5 року - на 43%.
При несинусоїдального напрузі спостерігається прискорене старіння ізоляції електричних машин, трансформаторів, конденсаторів і кабелів у результаті необоротних фізико-хімічних процесів, що протікають під впливом полів, створюваних ВГ струму, а також підвищеного нагріву струмоведучих частин.
Для оцінки додаткових втрат потужності, зумовлених ВГ струму можуть бути використані наступні формули [3]:
для асинхронних двигунів:
(17)
де? Рм, ном - втрати в міді статора при номінальному струмі основної частоти; KI - кратність пускового струму при номінальній напрузі основної частоти; =Un/Uном - відносний напруга n-й гармоніки.
для синхронних машин:
(18)
де r2, x2 - активний і реактивний опір зворотній послідовності статора СМ; Rст - активний опір статора; RX коефіцієнт, що дорівнює 0,71 для явнополюсних машин і 0,88 - для неявнополюсними.
У статорі СМ:
(19)
де - коефіцієнт, що враховує втрати в міді обмотки від струму основної частоти, а також глибину проникнення струму в провідник;
для силових трансформаторів:
(20)
де? Pxx,? P КЗ, uk - параметри трансформатора.
для силових косинусних конденсаторів:
(21)
де tg?- Тангенс кута діелектричних втрат конденсатора; Un - діюче значення напруги n-й ВГ;
для ліній електропередачі:
3.2 Вплив несиметрії напруги
При несиметрії в трифазних мережах з'являються додаткові втрати в елементах електромереж, скорочується термін служби ламп та електрообладнання і знижуються економічні показники його роботи.
При несиметрії напруг в електричних машинах змінного струму виникають магнітні поля, що обертаються не тільки з синхронною швидкістю в напрямку обертання ротора, але і в протилежному з подвоєною синхронної швидкістю. В результаті виникає гальмівний електромагнітний момент, а також додатковий нагрів активних частин машини, головним чином, ротора за рахунок струмів подвійний частоти.
Струм I2 зворотній послідовності [4]
(22)
де Sab і Sbc - однофазне навантаження відповідно між фазами ab і bc.
Цей струм створює обертове магнітне поле зворотній послідовності, індукуючи в ланцюгах роторів ЕРС і струми подвійний частоти, що призводить до додаткового нагріванню машини.
У АТ при коефіцієнтах зворотній послідовності напруги, що зустрічаються на практиці (К2U 0,05-0,06), зниження крутного моменту виявляється пренебрежимо малим. Вплив несиметрії на втрати в електродвигуні і, отже, нагрів і скорочення терміну служби ізоляції його проявляються в більшій мірі. В цілому термін служби АД при К2u - 2-4% скорочується на 11% [3].
При роботі електродвигуна з номінальним обертовим моментом і коефіцієнтом несиметрії напруг К2U=4%, термін служби його скорочується приблизно в 2 рази тільки за рахунок додаткового нагрівання. Якщо напруга на одній з фаз буде значно перевищувати номінальне значення, скорочення терміну служби ізоляції буде ще більше. Для забезпечення нормальних умов роботи електродвигунів в цьому випадку необхідно знижувати располагаемую потужність їх, а при проектуванні - збільшувати номінальну потужність електродвигунів, якщо не передбачаються спеціальні заходи щодо симетрування напруг мережі. Ці обставини виникають, наприклад, при проектуванні електрифікованого залізничного транспорту, на гірничозбагачувальних і деяких інших промислових підприємствах.
Для розрахунку додаткових втрат, викликаних несиметрією напруги на вводах АД може бути використане таке вираз [4]: ??
(23)
