Проблема высших гармоник напряжения и тока

Возмущения, вызываемые гармониками.

Гармоники, протекающие по распределительным сетям, вызывают снижение качества электрической энергии, что может иметь ряд негативных последствий:
перегрузки в распределительных сетях из-за увеличения действующего значения тока;
перегрузки в нулевых (нейтральных) проводниках из-за суммирования токов высших гармоник, кратных трем, которые генерируются однофазными нагрузками; вибрации и преждевременное старение генераторов, трансформаторов и электродвигателей, а также повышенный шум трансформаторов; перегрузки и преждевременное старение конденсаторов для повышения коэффициента мощности; помехи в сетях связи и телефонных линиях.

Нарастание степени серьезности последствий

Всего десять лет назад гармоники еще не считались реальной проблемой, поскольку их влияние на распределительные сети было в целом незначительным. Однако массовое внедрение силовой электроники в различные виды оборудования привело к тому, что наличие гармоник стало серьезно сказываться во всех секторах экономической деятельности.

 Происхождение гармонических искажений.

Постоянно увеличивающиеся требования промышленности и народного хозяйства к стабильности, приспосабливаемости и точности контроля в электрическом оборудовании привело к появлению относительно дешевых силовых диодов, тиристоров и других силовых полупроводников.

Широко используемые в выпрямительных цепях полупроводники, статические преобразователи переменного напряжения в постоянное, устройства плавного пуска пришедшие на смену устаревшим устройствам изменили картину формы тока и напряжения в электросетях. Существует много других источников гармонических токов. Эти источники могут быть сгруппированы в трех основных типах:

1. Силовое электронное оборудование.
2. Сварочное, дуговое оборудование.
3. Насыщаемые устройства.

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:

– коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения;

– коэффициентом n-й гармонической составляющей напряжения.

Решение проблемы.

1. Применение сетевых реакторов.

2.Многопульсные схемы.

3. Фильтро-компенсирующие устройства.

4. Силовые активные фильтры.

На кафедре “Энергетика и энергоэффективность горной промышленности” в настоящее время ведется научная работа, посвященная  исследованию влияния активных фильтров на качество электрической энергии в системах электроснабжения горных предприятий.

Научный руководитель  –  д. т. н.,  доц. Шевырёв Юрий Вадимович