Воздействие гармоник -экономические последствия

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Перейти к: навигация , поиск
Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)


Содержание

Потери энергии

Гармоники вызывают дополнительные потери энергии в проводниках и оборудовании (эффект Джоуля).


Повышенные затраты на электроэнергию

Наличие токов гармоник может потребовать увеличения потребляемой мощности и, следовательно, более высоких затрат.

Кроме того, энергоснабжающие компании намерены взимать повышенные тарифы с потребителей, которые выдают большое количество гармоник.


Необходимость использования оборудования с повышенными номинальными характеристиками

  • Снижение мощности источников питания (генераторов, трансформаторов и источников бесперебойного питания) вследствие наличия гармонических искажений означает необходимость использования устройств с более высокими номинальными характеристиками.
  • Сечение проводников должно выбираться с учетом протекания токов гармоник. Кроме того, из-за поверхностного эффекта сопротивление этих проводников возрастает с частотой. Чтобы избежать чрезмерных тепловых потерь, необходимо использовать проводники большего сечения.
  • Протекание гармоник в нулевом проводнике означает, что его сечение тоже должно быть увеличено.


Уменьшение срока службы оборудования

Когда уровень искажений питающего напряжения приближается к 10%, срок службы оборудования значительно снижается. Это снижение было оценено на уровне:

  • 32,5% для однофазных машин;
  • 18% для трехфазных машин;
  • 5% для трансформаторов.

Для того чтобы сроки службы оборудования соответствовали номинальной нагрузке, должно использоваться оборудование с завышенными параметрами (номинальная мощность, сечение проводников и т.д.).


Ложное срабатывание автоматических выключателей и отключение электроустановки

Автоматические выключатели, используемые в электроустановке, подвергаются воздействию пиков тока, создаваемых гармониками.

Эти пики токов вызывают их ложное срабатывание, что приводит к производственным потерям и затратам времени на повторный запуск электроустановки.


Примеры

Учитывая экономические последствия для перечисленных ниже электроустановок, оказалось необходимым установить фильтры подавления гармоник.

Вычислительный центр страховой компании

Было подсчитано, что стоимость часа простоя, вызванного ложным срабатыванием автоматического выключателя в этом центре, составляет 100000 евро.

Фармацевтическая лаборатория

Гармоники привели к выходу из строя генераторной установки и прерыванию продолжительных испытаний нового лекарственного средства. Соответствующие убытки были оценены в 17 миллионов евро.

Металлургический завод

Комплекс индукционных печей вызвал перегрузку и разрушение в течение одного года трех трансформаторов мощностью от 1500 до 2500 кВА. Стоимость нарушений производственного процесса была оценена в 20000 евро в час.

Фабрика, производящая садовую мебель

Выход из строя регулируемых приводов приводил к остановкам производства, оцененным в 10000 евро в час.