Несинусоидальность в электрических сетях и мероприятия

по ее борьбе с ней. (18В)

Искажения синусоидальности кривых напряжений и токов вызываются работой:

- электроприемников с нелинейной вольтамперной характеристикой;

- регулируемых преобразователей переменного тока в постоянный.

Кривые тока и напряжения в этих случаях приобретают вид, отличный от синусоиды (кривая на рис.8.17).

Рис.8.17

Пользуясь методом гармонических составляющих можно исходную не­синусоидальную кривую разложить на сумму синусоидальных гармоник с определенными значениями амплитуд и начальных углов. На рис.8.17 приве­дена кривая напряжения, содержащая первую (основную) и пятую гар­моники. Вид кривой зависит не только от амплитуды гармоники, но и от ее фазового угла относительно основной (угол ). При увеличении точка будет сдвигаться вправо и вверх, а точка - право и вниз. Максималь­ное значение мгновенного значения напряжения снизится. Для некоторых типов электронного оборудования максимальное значение мгно­венного напряжения оказывает существенное влияние на нормальную ра­боту, по­этому контроль только амплитуд гармоник может оказаться недоста­точным. Воздействие на режим работы электроприемников напряжения такое же, как и суммарное воздействие напряжений и , поэтому гармо­нический анализ является удобным методом анализа несинусоидаль­ных режимов.

Неблагоприятное влияние несинусоидальности на работу сетей, элек­трооборудования и электроприемников состоит в следующем:

- появляются дополнительные потери в электрических машинах, транс­форматорах и сетях, а так же до­полнительные отклонения напряжения;

- затрудняется компенсация реактивной мощности с помощью БК;

- сокращается срок службы изоляции электрических машин, трансфор­маторов и аппаратов;

- увеличивается погрешность активных и реактивных счетчиков индук­ционного типа;

- ухудшается работа устройств автоматики, телемеханики и связи.

Снижение несинусоидальности можно осуществить одним из следую­щих способов:

- снижение уровня высших гармоник, генерируемых преобразователями за счет увеличения числа фаз выпрямления или применением специальных схем преобразователей и законов управления ими;

- рациональным построением схем сети, например, питание нелинейных нагрузок от отдельных линий или трансформаторов, либо подключение их к отдель­ным обмоткам трехфазных трансформаторов;

- использование фильтров высших гармоник, которые представляют со­бой последовательно соединенные реактор и БК (рис.8.18).

Рис.8.18

Параметры реактора и БК подбирают так, чтобы их результирующее
сопротивление для определенной частоты гармоники было равно ну­лю. В общем случае на каждую гармонику нужен свой фильтр. Фильтр образует ветвь с очень малым со­противлением, параллельную элек­трической сети, шунтирует ее на частоте заданной гармоники и соответственно снижает на­пряжение этой гармоники. Такие фильтры могут присоединяться как в местах генерации высших гармоник (на вен­тильных установках), так и в узлах сети с недопустимым уровнем гармоник тока или при резонансе токов.

Батареи конденсаторов, применяемые в фильтрах, целе­сообразно одно­временно использовать для компенсации реактивной мощности. Такие установки часто называют фильтроком­пенсирующими (ФКУ). При определенных условиях ФКУ могут использо­ваться также для симметрирования на­пряжения в сети.