Во всех индустриальных странах, производители энергии, так же как и пользователи электрическими установками, должны учитывать допустимые отклонения амплитуды и частоты в своих сетях, иначе, качественное функционирование оборудования не будет гарантировано. Таким образом, во Франции, нормативные документы фиксируют это отклонение:
   - ± 10 % в сетях низкого напряжения (Uном < 1000 В),
   - от + 6 % до - 10 % непосредственно для напряжения 230/400 В,
   - ± 1 % номинальной частоты (50 Hz).
   Но существуют различные виды изменений напряжения, такие как колебания (циклические изменения), перепады напряжения, отключение, перенапряжение (рис. 1).
   В следующих параграфах, представлены два основных типа колебаний напряжения, вызывающие фликер-эффект, а также рассматривается отношение между колебанием напряжения и тепловой нагрузкой.
   Две другие причины возникновения фликер-эффекта и различные типы нарушений рассмотрены в конце этой главы.

2.1 Описание колебаний напряжения в основе происхождения фликера

   Периодические и кратковременные изменения напряжения
   У этих периодических или постоянных блуждающих колебаний спектральное разложение в диапазоне от 0,5 до 25 Гц. Они вызваны нагрузками (или совокупностью нагрузок), использование которых отличается постоянным колебанием потребляемой мощности (например, дуговые электропечи, сварочные машины,...).
   Изменения напряжения скачками
   Здесь речь идет о скачках напряжения возникающих систематически или стихийно (интервалы между перебоями превышают несколько секунд).
   Эти колебания вызваны введением в эксплуатацию мощных нагрузок (например, пуск двигателя, регулирование конденсаторной батареи).
   Математическое объяснение происхождения фликера
   Источниками этих колебаний является электрическое оборудование, функционирование которых требует значительных циклических изменений тока, который проходит по полному сопротивлению сети (R, X), и приводят к изменениям напряжения (см. рис. 2).

   Замечания:
   1 - на высоком напряжении сопротивление R незначительно относительно сопротивления X, таким образом, уравнение преобразуется:

   Это изменение реактивной мощности Q, которая является преобладающей и которая должна контролироваться;
   2 - на низком напряжении, R является значительным: необходимо, таким образом, учитывать активную P и реактивную Q мощности.

2.2 Другие источники фликера

   Нарушение работы системы освещения
   Колебание светового потока может возникнуть из-за плохого функционирования системы освещения. Это первая гипотеза, которую необходимо проверить в случае возникновения проблемы! Например, лампы дневного света содержат балласт.
   -трубки с традиционным ферромагнитным балластом, кроме мигания наблюдаемого в конце срока службы, могут генерировать фликер, если они подключены к плавному регулятору. Действительно, ионизация газа происходит прерывисто, когда фазорегулятор отсекает часть синусоиды.
   -трубки с электронным балластом практически нечувствительны к изменению питающего напряжения. Существуют балласты, позволяющие использовать плавные регуляторы фазы, в этом случае мигание можно рассматривать в присутствии гармоник или токов несущих частот (прохождение синусоиды напряжения через ноль).
   Фликер, возникающий из-за сверхгармоник
   Было доказано, что в некоторых условиях, присутствие высших гармоник в питающем напряжении является также источником фликера. В частности, лампы накаливания чувствительны в диапазоне частот от 20 Гц до 80 Гц, а люминесцентные при частотах выше 100 Гц. Лампы с индуктивным балластом более чувствительны к этому явлению, чем лампы с емкостным балластом.

 2.3 Приёмники, создающие помехи

   Дуговая электропечь
   Дуговая электропечь является главным источником возникновения фликера. Колебания напряжения, которые возникают при нормальном функционировании печей, очень влияют их мощность, которая увеличивается, по отношению к мощности короткого замыкания сети, и измеряется обычно в десятках MВА.
   Машины с резкопеременной нагрузкой
   Мощные двигатели, или группы двигателей, при пусках и частых остановах, или с переменной грузкой (например, прокатные станы), так же как и машины с переменным моментом сопротивления (компрессоры), могут быть источником фликера.
   Тиристорные регуляторы мощности
   Чтобы избежать недостатки "регулирования фазы" (гармоники и высокочастотные помехи), тиристорные регуляторы (или плавные регуляторы) работают в "прерывистом режиме" каждый раз, когда это позволяет их нагрузка.
   Тиристоры, работающие в прерывистом режиме, открыты в течение полного периода (регулирование диапазоном волн), но в этом состоянии они находятся кратковременно, что повторяется при частоте в несколько Гц. Они являются, таким образом, источниками фликера. Например, для того, чтобы избежать этого явления в области электрического нагрева, в нормативных документах конструкторам систем регулирования рекомендуется, чтобы коммутация этих систем осуществлялась более одного раза каждые двадцать секунд.
   Сварочные машины
   Дуговые сварочные аппараты относительно малой мощности не так сильно влияют на сеть (за исключением интенсивного использования на стороне НН). Но повторные сварочные циклы, при частотах в диапазоне от 0,1 до 1 Гц, лежат в основе перепадов напряжения.

3 ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ ФЛИКЕРА, ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

   Колебания напряжения в общем случае не влияют на хорошее функционирование коммутирующих аппаратов, они не превышают допустимых пределов изменения питающего напряжения. Но эти колебания для различных типов освещения могут повлиять на световой поток. Табл. 1 содержит основные характеристики различных источников света и их зависимость от напряжения.
   В итоге можно сказать, что все источники света чувствительны к изменениям напряжения, и в порядке убывания их можно разместить следующим образом:
   • ртутные или натриевые лампы, применяются, где колебания освещения не играют значительную роль при выборе ламп (открытая местность, памятники, дороги, и т.д.);
   • лампы накаливания;
   • люминесцентные лампы.
   Телевизоры и экраны информационных систем также обладают некоторой чувствительностью к фликеру, которая очень зависит от оборудования. В настоящее время не было проведено никакого точного исследования на эту тему.

   Таблица 1 – Основные характеристики и зависимость от изменения напряжения различных источников света

Источники света	Люминес-центные лампы	Лампы накаливания	Натриевые лампы низкого давления	Натриевые лампы высокого давления	Ртутные лампы высокого давления
Тип ламп	Прямая, кольцевая, с одним цоколем, компактная, миниатюр-ная, заменяемая	Стандарт, оригинальная галогенная НН		С различными цоколями	Люминесцентная трубка, смешанный свет в металлических йодистое соединение с различными цоколями
Мощность (Вт)	от 4 до 65	от 5 до 2 000	от 18 до 180	от 35 до 1 000	от 35 до 3 500
Световая отдача Лм/ Вт	от 35 до 104	от 8 до 25	от 100 до 200	от 37 до 150	от 11 до 120
Поведение при включении	Полный световой поток при включении. Ток подогрева через несколько секунд может достигнуть 2•Iн	Полный световой поток. Ток перегрузки может достигнуть 14•Iн	Необходимо от 5 до 10 минут после включения, для получения полный светового потока. Ток перегрузки незначительный.	Необходимо от 5 до 7 минут после включения, для получения полный светового потока. Ток перегрузки может достигнуть 1,2 - 1,3 •Iн.	Необходимо от 1 до 4 минут после включения, для получения полный светового потока. Ток перегрузки может достигнуть 1,5 - 1,7 •Iн.
Влияние колебаний питающего напряжения	В 2 - 3 раза менее чувствительны к колебаниям напряжения, по отношению к лампам накаливания, по причине световой инерционности люминесцентного состава	Особенно чувствительны к слабым изменениям напряжения, возникающим по причине незначительной постоянной нагрева нитей накаливания (10–200 мс).	Очень чувствитель-ны, так как их тепловая инерция это инерция плазмы тлеющего разряда.	То же, что и для натриевых ламп низкого давления	То же, что и для натриевых ламп низкого давления

© 2008 ДонНТУ