Проблемы, связанные с гармоническими составляющими напряжения

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)

Оборудование, включающее в себя силовые электронные компоненты (преобразователи частоты, тиристорные выпрямители и т.д.) значительно увеличивает проблемы, вызываемые гармоническими составляющими в системе электропитания.

Гармоники создают проблемы с момента зарождения промышленности и вызваны нелинейными сопротивлениями тиристоров, диодов, намагничивания трансформаторов, реакторов, балластными сопротивлениями резонансных ламп и т.д.

Гармоники симметричных трехфазных систем являются, как правило, нечетными (третья, пятая, седьмая, девятая), и их величина уменьшается с увеличением порядкового номера. Несколько устройств могут быть использованы для снижения конкретных гармоник до пренебрежимо малых значений – полное устранение невозможно. В данном разделе рекомендуются практические средства снижения влияния гармоник, особенно для защиты КБ.

Конденсаторы особо чувствительны к гармоническим составляющим питающего напряжения в силу того, что емкостное реактивное сопротивление уменьшается при увеличении частоты. На практике это означает, что относительно малый процент гармонических напряжений может вызывать протекание значительного тока в цепи конденсаторов.

Присутствие гармоник вызывает искажение (нормально синусоидальной) формы волны напряжения или тока. Чем выше содержание гармоник, тем больше степень искажения.

Если собственная резонансная частота комбинации «КБ - реактивное сопротивление энергосистемы» близка к частоте конкретной гармоники, возникает частичный резонанс с повышенными значениями напряжения и тока при частоте гармоники. В данном случае повышенный ток вызовет перегрев конденсатора с постепенным ухудшением диэлектрика, которое в конечном итоге приводит его к выходу из строя.

Имеется несколько решений этих проблем с применением следующих средств:

  • параллельно подсоединенные фильтр и/или реакторы для подавления гармоник;
  • активные силовые фильтры;
  • гибридные фильтры.