Зачем нужно обнаруживать и устранять гармоники?

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

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 нелинейными нагрузками;
  • перегрузки, вибрация и преждевременное старение генераторов, трансформаторов и электродвигателей, а также повышенный шум трансформаторов;
  • перегрузки и преждевременное старение конденсаторов для повышения коэффициента мощности;
  • искажение формы питающего напряжения, которое может повлиять на «чувствительные» нагрузки;
  • помехи в сетях связи и телефонных линиях.


Экономические последствия гармонических возмущений

Гармоники имеют значительные экономические последствия:

  • преждевременное старение оборудования означает необходимость его замены раньше запланированного срока, если в нем с самого начала не был предусмотрен запас мощности;
  • перегрузки в распределительной сети могут привести к более высоким уровням потребления энергии и увеличению потерь;
  • искажение формы кривой тока, способное вызывать ложное срабатывание автоматических выключателей, что может приводить к остановке производственного процесса.


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.

Кроме того, оборудование, порождающее такие гармоники, часто является критически важным для компании или организации.


Какие гармоники нужно измерять и устранять?

Чаще всего в трехфазных распределительных сетях встречаются гармоники нечётного порядка. С увеличением частоты амплитуды гармоник обычно снижаются. Гармоники выше 50-го порядка имеют незначительную амплитуду, и дальнейшие измерения не имеют смысла. Достаточно точные результаты измерений получаются при измерении гармоник до 30-го порядка.

Энергоснабжающие компании контролируют содержание 3-й, 5-й, 7-й, 11-й и 13-й гармоник в питающих сетях. В целом, достаточным является устранение гармоник низших порядков (до 13-го). При более тщательном контроле учитываются гармоники до 25-й включительно.