Не симметрия напряжений, как уже отмечалось, вызывается чаще всего наличием несимметричной нагрузки. Несимметричные токи нагрузки, протекающие по элементам системы электроснабжения, вызывают в них несимметричные падения напряжения. Вследствие этого на выводах ЭП (электроприёмник) появляется несимметричная система напряжений. Отклонения напряжения у ЭП перегруженной фазы могут превысить нормально допустимые значения, в то время как отклонения напряжения у ЭП других фаз будут находиться в нормируемых пределах. Кроме ухудшения режима напряжения у ЭП при несимметричном режиме существенно ухудшаются условия работы как самих ЭП, так и всех элементов сети, снижается надежность работы электрооборудования и системы электроснабжения в целом.

Качественно отличается действие несимметричного режима по сравнению с симметричным для таких распространенных трехфазных ЭП, как асинхронные двигатели. Особое значение для них имеет напряжение обратной последовательности. Сопротивление обратной последовательности электродвигателей примерно равно сопротивлению заторможенного двигателя и, следовательно, в 5 – 8 раз меньше сопротивления прямой последовательности. Поэтому даже небольшая не симметрия напряжений вызывает значительные токи обратной последовательности. Токи обратной последовательности накладываются на токи прямой последовательности и вызывают дополнительный нагрев статора и ротора (особенно массивных частей ротора), что приводит к ускоренному старению изоляции и уменьшению располагаемой мощности двигателя (уменьшению к.п.д. двигателя). Так, срок службы полностью загруженного асинхронного двигателя, работающего при не симметрии напряжения 4%, сокращается в 2 раза. При не симметрии напряжения 5% располагаемая мощность двигателя уменьшается на 5 – 10% .

При не симметрии напряжений сети в синхронных машинах наряду с возникновением дополнительных потерь активной мощности и нагревом статора и ротора могут возникнуть опасные вибрации в результате появления знакопеременных вращающих моментов и тангенциальных сил, пульсирующих с двойной частотой сети. При значительной не симметрии вибрация может оказаться опасной, а в особенности при недостаточной прочности и наличии дефектов сварных соединений. При не симметрии токов, не превышающей 30%, опасные перенапряжения в элементах конструкций, как правило, не возникают.

Правила технической эксплуатации электрических сетей и станций в РФ указывают, что “длительная работа генераторов и синхронных компенсаторов при неравных токах фаз допускается, если разница токов не превышает 10% номинального тока статора для турбогенераторов и 20% для гидрогенераторов. При этом токи в фазах не должны превышать номинальных значений. Если эти условия не выполняются, то необходимо принимать специальные меры по уменьшению не симметрии”.

В случае наличия токов обратной и нулевой последовательности увеличиваются суммарные токи в отдельных фазах элементов сети, что приводит к увеличению потерь активной мощности и может быть недопустимо с точки зрения нагрева. Токи нулевой последовательности протекают постоянно через заземлители. При этом дополнительно высушивается и увеличивается сопротивление заземляющих устройств. Это может быть недопустимым с точки зрения работы релейной защиты, а также из-за усиления воздействия на низкочастотные установки связи и устройства железнодорожной блокировки .

Не симметрия напряжения значительно ухудшает режимы работы многофазных вентильных выпрямителей: значительно увеличивается пульсация выпрямленного напряжения, ухудшаются условия работы системы импульсно-фазового управления тиристорных преобразователей.

Конденсаторные установки при не симметрии напряжений неравномерно загружаются реактивной мощностью по фазам, что делает невозможным полное использование установленной конденсаторной мощности. Кроме того, конденсаторные установки в этом случае усиливают уже существующую не симметрию, так как выдача реактивной мощности в сеть в фазе с наименьшим напряжением будет меньше, чем в остальных фазах (пропорционально квадрату напряжения на конденсаторной установке) .

Не симметрия напряжений значительно влияет и на однофазные ЭП, если фазные напряжения неравны, то, например, лампы накаливания, подключенные к фазе с более высоким напряжением, имеют больший световой поток, но значительно меньший срок службы по сравнению с лампами, подключенными к фазе с меньшим напряжением. Не симметрия напряжений усложняет работу релейной защиты, ведет к ошибкам при работе счетчиков электроэнергии и т.д.

24) Приведите примеры использования асинхронных двигателей в бытовых приборах и их мощности.

Применение электродвигателей асинхронного типа распространено во многих отраслях техники, в бытовых приборах (холодильниках, стиральных машинах, кондиционерах), в промышленности, например, в дерево- и металлообрабатывающей, а также в ткачестве. Они работают стабильнее других видов, стоят дешевле и просты в эксплуатации.  

Средняя мощность холодильника колеблется между 100 и 200 Вт/час (в состоянии спокойствия), максимальная – 300 Вт/час (во время работы компрессора), то есть средний показатель выходит около 250 Вт.

1. Электродвигатель – «сердце» стиральной машины. Задача этого элемента дать вращение барабану. Основные типы двигателей, применяемые в современных устройствах – коллекторные, асинхронные и с прямым приводом. Средняя потребляемая мощность колеблется между 400 и 800 Ватт (от 0,4 до 0,8 кВт). При обычной стирке потребление электроэнергии меньше, при отжиме – больше.

2. ТЭН – служит для нагрева воды в баке. Он полностью автоматизирует процесс стирки и сушки. От выбора правильной температуры зависит качество стирки определённых вещей. Поэтому ТЭН может вообще не включаться за стирку (полоскание в прохладной воде) или же потреблять мощность на всю «катушку» — стирка при температуре 90–95 градусов. Каждый ТЭН, вмонтированный в стиральную машину имеет установленную мощность. Колеблется она от 1,7 до 2,9 кВт. Чем выше мощность – быстрее нагреется вода в баке.

3. Насос (помпа) – предназначен для откачивания воды на различных этапах стирки. Потребляемая мощность таких насосов варьируется от 25 до 40 Ватт.

4. Панель управления, электронный модуль, программатор, различные датчики, пусковые конденсаторы, лампочки и другие радиодетали – элементы, в совокупности, которые потребляют не больше 5 – 10 Ватт.

Потребляемая кондиционером мощность примерно в три раза меньше мощности охлаждения, то есть кондиционер мощностью 2,5 кВт потребляет всего около 800 Вт — меньше утюга или электрочайника. Поэтому бытовые кондиционеры, как правило, можно включать в обычную розетку, не опасаясь "выбитых" пробок. Никакого парадокса здесь нет, поскольку энергия тратится не на охлаждение воздуха, а на перенос холода с улицы в помещение.