Что вызывает несинусоидальность напряжения в сети

АНАЛИЗ ПРИЧИН НЕСИНУСОИДАЛЬНОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Рубанов В.В.

В статье рассматриваются вопросы причин возникновения несинусоидальности напряжения и токов в элетроэнергетических сетях Российской Федерации. Проанализированы влияния видов несинусоидальности тока и напряжения на электроприемники потребителя.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Рубанов В.В.

Нормирование показателей, характеризующих несинусоидальность напряжения питания

Влияние отклонения качества электроэнергии на параметры и характеристики оборудования нефтепереработки

Анализ качества электроэнергии в распределительных сетях АПК

Оценка потерь электрической энергии, вызванных несинусоидальными режимами, при расчете небалансов системных подстанций 10 кВ

Анализ гармонического состава тока и напряжения на шинах 0,4 кВ ктпн и применение устройств ограничения высших гармоник

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «АНАЛИЗ ПРИЧИН НЕСИНУСОИДАЛЬНОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ»

Т Е Х Н И Ч Е С К И Е

АНАЛИЗ ПРИЧИН НЕСИНУСОИДАЛЬНОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ

В статье рассматриваются вопросы причин возникновения несинусоидальности напряжения и токов в элетроэнергетических сетях Российской Федерации. Проанализированы влияния видов несинусоидальности тока и напряжения на электроприемники потребителя.

Ключевые слова: несинусоидальность, ток, напряжение, гармоники, влияние.

В результате роста современных технологий и внедрения новых технологий на предприятиях происходит рост применения таких устройств как: электродуговые печи, сварочные установки однофазные и трехфазные, вентильные преобразователи, электромагнитные и электронные балласты систем освещения и другие устройства, имеющие нелинейные вольтамперные характеристики. Также к устройствам с нелинейной вольтамперной характеристикой относятся силовые трансформаторы, газоразрядные лампы и магнитные усилители.

Искажение кривой переменного тока или несинусоидальность напряжения представляет собой отличие формы кривой переменного напряжения в системе электроснабжения от требуемой частоты (рис. 1) [2].

Кривые напряжения в трехфазной системе напряжения характеризуются тем, что сдвинуты на одну

треть периода относительно друг друга — —.

Гармоники классифицируются по трем параметрам: порядку, типу последовательности и частоте.

В России основная частота в сети 50 Гц, порядок гармоники показывает число, во сколько раз частота гармоники превышает основную частоту.

Порядок гармоники определяется отношением частоты гармоники к основной частоте или:

© Рубанов В.В., 2019.

Вестник магистратуры. 2019. № 11-4 (98)

Рис. 1. Появление несинусоидального напряжения

Частота гармоники определяется умножением порядка гармоники на величину основной частоты.

Четные гармоники встречаются в несимметричных сетях, нечетные гармоники встречаются во всех видах производства.

По степени влияния на электрическую сеть гармоники прямой последовательности и обратной не отличаются друг от друга. Они вредны независимо от типа последовательности.

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими коэффициентами:

• коэффициентом п-й гармонической составляющей напряжения Кип;

• коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения Ки.

Влияние на работу электроприемников и энергосистему эти показатели оказывают разное. Токи, вызванные искажением синусоидальности кривой, влияют на изменение потерь в сети и в электроприемниках. Также проявление гармонических составляющих напряжения могут вызвать резонанс в электроустановках. При возникновении резонанса на какой-либо высшей гармонике напряжение или ток может быть больше, чем ток или напряжение основной гармоники в сети. Это приводит к резонансу токов, при котором происходит дополнительный нагрев или резонанс напряжения, при котором может произойти пробой изоляции.

Значение коэффициента искажения синусоидальности п-й гармонической составляющей определяется как отношение действующего значения п-й гармонической составляющей к действующему значению основной составляющей кривой переменного напряжения по формуле:

Нормально допустимые значения коэффициента п-й гармонической составляющей напряжения в точках общего присоединения к электрическим

сетям с разными номинальными напряжениями ин приведены в таблице 1 [1].

Нормально допустимые значения коэффициентов

Нечётные гармоники, не кратные 3, при Uh, кВ Нечётные гармоники, кратные 3, при Uh, кВ Чётные гармоники при Uh, кВ

n 0,4-1,0 6-20 n 0,4-1,0 6-20 n 0,4-1,0 6-20

5 6,0 4,0 3 5,0 3,0 2 2,0 1,5

7 5,0 3,0 9 1,5 1,0 4 1,0 0,7

Окончание таблицы 1

Нечётные гармоники, Нечётные гармоники, кратные 3, Чётные гармоники

не кратные 3, при Uh, кВ при Uh, кВ при ин, кВ

11 3,5 2,0 15 0,3 0,3 6 0,5 0,3

13 3,0 2,0 21 0,2 0,2 8 0,5 0,3

17 2,0 1,5 >21 0,2 0,2 10 0,5 0,3

19 1,5 1,0 12 0,2 0,2

23 1,5 1,0 >12 0,2 0,2

В системах электроснабжения может наблюдаться и несинусоидальность токов. Коэффициенты несинусоидальности токов определяются также, как и коэффициенты несинусоидальности напряжения.

Высшие гармонические составляющие тока или напряжения оказывают существенное отрицательное влияние на системы электроснабжения. При возникновении высших гармонических составляющих напряжения или тока возрастает действующее значение напряжения или тока. Это приводит к нагреву и ускоренному износу электрооборудования и изоляции проводов.

Одно из отрицательных проявлений высших гармоник во вращающихся машинах это дополнительные потери. Они приводят к повышению температуры машины и местным перегревам в частях машины. Токи гармоник в статоре вызывают движущую силу, вызывая появление вращающих моментов на валу, которые могут привести к вибрации.

В целом несинусоидальные напряжения или токи оказывают следующее влияние:

• ускоренное старение изоляции кабелей, трансформаторов, электрических машин;

• изменение коэффициента мощности электроприемников;

• моменты и электромагнитные поля в асинхронных двигателях, ухудшающие характеристики машины;

• нарушение работы устройств телемеханики, автоматики, компьютерной техники;

• неполный учет электроэнергии в результате погрешности прибора учета;

• вызывают потери мощности в трансформаторах;

• дополнительные потери в конденсаторных установках приводят к их перегреву и возможному выходу из строя.

1.Волков Н.Г. Качество электроэнергии в системах электроснабжения: учебное пособие / Н.Г. Волков — М.: Энергоатомиздат, 2010. — 152 с.

2.ГОСТ 32144 — 2013. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Дата введения 2014-07-01.

РУБАНОВ ВИТАЛИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ — магистрант, Волгоградский государственный аграрный университет, Россия.

Что вызывает несинусоидальность напряжения в сети

Причины возникновения несинусоидальности напряже­ ний и токов — наличие вентильных преобразовательных установок и электроприемников с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Основное влияние оказывают вен­тильные преобразователи, которые в настоящее время широко применяются в промышленности и на транспорте.
Наиболее распространены вентильные преобразователи на полупроводниках (тиристорные преобразователи), мощ­ность которых все время растет. Вентильные преобразова­тели широко применяются для преобразования перемен­ного тока в постоянный и используются в качестве источников питания на металлургических заводах для термических установок, на химических заводах и предприятиях цветной металлургии для электролизных установок, на машино­-
строительных и других предприятиях для установок элек­тродуговой и контактной сварки. Выпускаются тиристор­ные преобразовательные агрегаты мощностью до 12 МВт
для автоматизированных электроприводов постоянного то­ка, широко применяемых в промышленности. Тиристорные преобразователи используются в преобразователях часто­-
ты, в различного рода переключающих устройствах, а так­же в специальных регулируемых приводах, например к бу­маг е — и картоноделательным машинам, кранам и другим
механизмам с электродвигателями, имеющими релейноконтакторное управление.

Вентильные преобразователи применяются для питания электрифицированного железнодорожного, а также внутри­заводского и городского транспорта.

Электроприемники с нелинейной вольт-амперной харак­теристикой—это, например, газоразрядные линии (ртут­ные и люминесцентные), распространенные в промышлен­-
ных и городских сетях.

В энергосистемах в линиях постоянного тока, а также во вставках, предназначенных для параллельной работы энергосистем с различной частотой (см. гл. 7), используют­ ся вентильные преобразователи переменного тока в постоян­ ный и наоборот. В энергосистемах применяют токоограничивающие устройства и источники реактивной мощности (ИРМ), использующие тиристорные преобразователи.

Источниками несинусоидальности в энергосистемах мо­гут быть также генераторы или трансформаторы при рабо­те их на нелинейной части кривой намагничивания. Как правило, генераторы и трансформаторы работают при от­носительно невысоком насыщении стали, т. е. на линейной части кривой намагничивания, и создаваемые ими высшие гармоники настолько малы, что их можно не учитывать.

В общем случае источники несинусоидальности оказываются включенными несимметрично, например тяговые под станции железных дорог, электрифицированные на перемен­ ном токе, а также дуговые сталеплавильные печи. При этом подключаются к сети однофазные преобразователи, каж­дый из которых регулируется по собственной нагрузке. В этих случаях надо учитывать совместно и несинусоидальность, и несимметрию напряжений и токов.

Неблагоприятное влияние несинусоидальности на рабо ту сетей, электрооборудования и электроприемников состо­ит в следующем: 1) появляются дополнительные потери в электрических машинах, трансформаторах и сетях, а так­же дополнительные отклонения напряжения; 2) затрудня­-
ется компенсация реактивной мощности с помощью БК; 3) сокращается срок службы изоляции электрических ма­шин и аппаратов; 4) ухудшается работа устройств авто­матики, телемеханики и связи.

Высшие гармоники напряжений и токов приводят к до­полнительным всегда положительным отклонениям напря­жения у приемников. Для осветительных и нагревательных приборов важно действующее значение напряжения, опре­деляемое по формуле

где U_v : при v > 1 — напряжения высших гармоник, кратных гармонике основной частоты U ₁ , при N — порядок послед­ней из учитываемых гармонических составляющих напря­жения.

Гармоники относительно низких порядков ( v ≤ 7 ) в наи­большей мере влияют на дополнительные потери мощности и энергии в электрических машинах и в линиях электриче­ских сетей.

В соответствии с ГОСТ 1282—79 Е БК могут длительно работать при перегрузке их токами высших гармоник не более чем на 30 %; допустимое повышение напряжения со­ставляет 10 %. Однако при длительной эксплуатации БК даже в этих допустимых условиях срок их службы сокра­щается, поскольку наличие высших гармоник в кривой на­пряжения, даже в допустимых пределах, приводит к интен­сификации процесса старения диэлектрика конденсаторов.
Батареи конденсаторов обладают относительно малыми сопротивлениями для высших гармоник, так как x _с = 1 /ω С , а чем выше номер гармоники, тем больше ω ; БК периодически оказываются в режиме, близком к резонансу токов на частоте какой-либо из гармоник; вследствие систематиче­-
ских перегрузок они быстро выходят из строя.

Несинусоидальность напряжений и токов вызывает ускоренное старение изоляции электрических машин, трансформаторов и кабелей в основном в результате повышенного
нагрева, а также из-за возникновения и протекания в изо­ляции ионизационных процессов, обусловливающих ее ста­рение при высоких частотах электрического поля. Для
электрических машин, трансформаторов и кабелей наиболее существенно тепловое старение изоляции. Влияние полей высших гармоник на ионизационные процессы в изоляции
проявляется лишь при весьма значительных искажениях форм кривых напряжений, и этим влиянием можно пренебречь.

Высшие гармоники в кривой напряжения приводят к со­кращению срока службы кабелей, повышению аварийности в кабельных сетях, увеличению числа необходимых ремон­тов, а следовательно, к увеличению затрат на их эксплуа­тацию.

Наличие высших гармоник токов и напряжений сущест­венно увеличивает погрешности активных и реактивных счетчиков индукционного типа. Помехи, вызываемые выс­шими гармониками, могут привести к ухудшению работы
устройств автоматики, телемеханики и связи как на про­мышленных предприятиях, так и в энергосистемах. Гармо­ники тока, проникая в сети энергосистем, приводят к ухуд­шению работы высокочастотной связи и систем автоматики, а также вызывают ложные срабатывания некоторых релей­ных защит.

Как отмечалось в § 5.1, несинусоидальность напряжений и токов вызывает нарушения технологических процессов в большей мере, чем все остальные параметры качества
электроэнергии.

Ущерб из-за несинусоидальности токов и напряжений в основном обусловлен дополнительными потерями мощности и сокращением срока службы изоляции электрообору­дования (в первую очередь электродвигателей).

Допустимые значения коэффициента несинусоидальности кривой напряжения

Снижение несинусоидальности напряжений и токов не обходимо в тех случаях, когда значения токов или напря­жений высших гармоник больше допустимых. Целесообразность мер по понижению несинусоидальности может быть также обусловлена и улучшением технико-экономических показателей работы элементов электрических сетей и ЭП. Снижение несинусоидальности можно осуществить одним из следующих способов:

1) снижением уровня высших гар­моник, генерируемых вентильными преобразователями;

2) рациональным построением схемы электрической сети;

3) использованием фильтров высших гармоник.

Снижение уровней высших гармоник, генерируемых преобразователями, можно осуществить за счет увеличения числа фаз выпрямления в преобразовательных установках
(как правило, до 12) или применения специальных схем преобразователей и законов управлениями ими, обеспечи­вающих улучшение формы кривой их первичных, т. е. се­тевых, токов.

Рациональное построение схемы сети с точки зрения сни ­ жения несинусоидальности состоит, например, в питании нелинейных нагрузок от отдельных линий или трансформа­торов либо подключении их к отдельным обмоткам трехоб­моточных трансформаторов. На рис. 5.10 приведены схемы питания района города от ЦП шин низшего напряжения районной подстанции, на которой установлен трансформа­тор Т.

Рис. 5.10. Схемы питания выпря ми тельной установки:

а—по общей линии; б—по отдельной линии; в—трансформатор выпрямительной установки с первичным напряжением 110—220 кВ

Нагрузка S _{ц .п} питается непосредственно от шин ЦП, а нагрузка S _{p .п} — от шин распределительного пункта РП. На рис. 5.10, а выпрямительная установка (ВУ) электротя­говой подстанции через специальный трансформатор T _в.у присоединена к шинам РП. Если к _{н cU} больше допустимой величины, то для снижения несинусоидальности надо пи­тать ВУ от отдельной линии ЦП—РП (рис. 5.10,6). Другой способ рационального построения сети состоит в примене­нии в преобразовательных агрегатах трансформаторов с первичным напряжением 110—220 кВ (рис. 5.10, в), ис­ключающих влияние несинусоидальности на потребителей распределительных сетей 0,38—10 кВ. При такой схеме сети высшие гармоники, генерируемые преобразователями, по­падают с шин высшего напряжения районной подстанции сразу в питающую сеть 110—220 кВ (рис. 5.10, в), а не в распределительную сеть 0,38—10 кВ (рис. 5.10, а, б). Од­нако в этом случае могут появляться недопустимые напря-жения гармоник в питающих сетях энергосистемы. Эффек­тивность питания преобразователей от трансформаторов 110—220 кВ (рис. 5.10, в) ограничивается возможностью по­ явления недопустимых высших гармоник напряжений и то­ков в питающих сетях энергосистемы. Применение схемы на рис. 5.10, в допустимо в промышленных сетях при отсутствии резонанса токов или напряжений и других нежела­тельных последствий несинусоидальности в питающих се­тях.

Использование фильтров — распространенный способ снижения уровня высших гармоник. За рубежом распрост­ранено мнение, что установка фильтров более экономична, чем увеличение числа фаз преобразователей. Фильтр выс­ших гармоник представляет собой последовательно соеди ненные реактор и БК (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Схема фильтра высших гармоник:

R_c — сопротивление сети;
x_L , x_C — сопротивление ре­-
актора и БК фильтра

Параметры реактора и БК подбирают так, чтобы их результирующее сопротивление для определеннойчастоты 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 ча с тоте заданной гармоники и соответственно снижает напряжение
этой гармоники. Такие фильтры мо гут 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 одновремен н о использовать дл я компенсации реактивной мощности. Экономически целесообразно применение таких многофункциональных устройств, предназначен­ных не только для снижения синусоидальности, но и для компенсации Q. Такие установки часто называют фильтрокомпенсирующими (ФКУ). При определенных условиях ФКУ могут использоваться также для симметрирования на­-
пряжения в сети [15 ].

Иногда для исключения резонансных явлений на опре­деленной гармонике последовательно с БК может быть включен защитный реактор.

Несинусоидальность напряжения. Влияние несинусоидальности напряжения, токов.

Электроприемники с нелинейными вольтамперными характеристиками потребляют из сети несинусоидальные токи при подведении к их зажимам синусоидального напряжения. Токи высших гармоник, проходя по элементам сети, создают падения напряжения в сопротивлениях этих элементов и, накладываясь на основную синусоиду напряжения, приводят к искажениям формы кривой напряжения в узлах электрической сети.

Наиболее серьезные нарушения качества электроэнергии в электрической сети имеют место при работе мощных управляемых вентильных преобразователей.

В зависимости от схемы выпрямления вентильные преобразователи генерируют в сеть следующие гармоники тока: при 6-фазной схеме — до 19-го порядка; при 12-фазной схеме — до 25-го порядка включительно.

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения в сетях с электродуговыми сталеплавильными и руднотермичекими печами определяется в основном 2, 3, 4, 5, 7-й гармониками.

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения установок дуговой и контактной сварки определяется в основном 5, 7, 11, 13-й гармониками.

Токи 3-й и 5-й гармоник газоразрядных ламп составляют 10 и 3 % от тока 1-й гармоники. Эти токи совпадают по фазе в соответствующих линейных проводах сети и, складываясь в нулевом проводе сети 380/220 В, обусловливают ток в нем, почти равный току в фазном проводе. Остальными гармониками для газоразрядных ламп можно пренебречь.
Исследования кривой тока намагничивания трансформаторов, включенных в сеть синусоидального напряжения, показали, что при трехстержневом сердечнике и соединениях обмоток и в электрической сети имеются все нечетные гармоники.
Если на вводы трансформаторов подается несинусоидальное напряжение, возникают дополнительные составляющие высших гармоник тока.

Высшие гармоники тока и напряжения вызывают дополнительные потери активной мощности во всех элементах системы электроснабжения: в линиях электропередачи, транс форматорах, электрических машинах, статических конденсаторах, так как сопротивления этих элементов зависят от частоты.

В конденсаторах, предназначенных для компенсации реактивной мощности, даже небольшие напряжения высших гармоник могут вызвать значительные токи гармоник. На предприятиях с большим удельным весом нелинейных нагрузок батареи конденсаторов или отключаются защитой от перегрузки по току или за короткий срок выходят из строя из-за вспучивания банок.

Высшие гармоники вызывают:

— ускоренное старение изоляции электрических машин, трансформаторов, кабелей;
— ухудшение коэффициента мощности ЭП;
— ухудшение или нарушение работы устройств автоматики, телемеханики, компьютерной техники и других устройств с элементами электроники;
— погрешности измерений индукционных счетчиков электроэнергии, которые приводят к неполному учету потребляемой электроэнергии;
— нарушение работы самих вентильных преобразователей при высоком уровне высших гармонических составляющих.

Как уменьшить несинусоидальность напряжения

Ряд электроприемников имеет нелинейную зависимость потребляемого тока от приложенною напряжения, поэтому они потребляют из сети несинусоидальный ток . Этот ток протекая из системы по элементам сети, вызывает в них, несинусоидальное падение напряжения, которое «накладывается» на приложенное напряжение и искажает его. Искажение синусоидальности напряжения происходит во всех узлах от источника питания до нелинейного электроприемника.

Источниками гармонических искажений являются:

• дуговые сталеплавильные печи,
• вентильные преобразователи,
• трансформаторы с нелинейными вольт-амперными характеристиками,
• преобразователи частоты,
• индукционные печи,
• вращающиеся электрические машины,
• питаемые через вентильные преобразователи,
• телевизионные приемники,
• люминесцентные лампы,
• ртутные лампы.

Последние три группы характеризуются низким уровнем гармонических искажений отдельных приемников, но их большое количество определяет значительный уровень гармоник даже в сетях высоких напряжений.

Способы снижения несинусоидальности напряжения можно разделить на три группы:

а) схемные решения: выделение нелинейных нагрузок на отдельную систему шин, рассредоточение нагрузок по различным узлам СЭС с подключением параллельно им электродвигателей, группирование преобразователей по схеме умножения фаз, подключение нагрузки к системе с большей мощностью,

б) использование фильтровых устройств , включение параллельно нагрузке узкополосных резонансных фильтров, включение фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ) применение фильтросимметрирующих устройств (ФСУ), применение быстродействующих статических источников реактивной мощности (ИРМ), содержащих ФКУ,

в) применение специального оборудования, характеризующегося пониженным уровнем генерации высших гармоник использование «ненасыщающихся» трансформаторов, применение многофазных преобразователей с улучшенными энергетическими показателями.

Развитие элементной базы силовой электроники и новых методов высокочастотной модуляции привело к созданию в 70-х годах нового класса устройств, улучшающих качество электроэнергии – активных фильтров (АФ) . Сразу же возникла классификация активных фильтров на последовательные и параллельные, а также на источники тока и напряжения, что привело к получению четырех базовых схем.

Каждая их четырех структур (рис 1. 6) определяет схему фильтра на рабочей частоте: ключей в преобразователе и вид самих ключей (двунаправленный или однонаправленный ключ). В качестве накопителя энергии в преобразователе, служащем источником тока (рис 1.а, г), используется индуктивность, а в преобразователе, служащем источником напряжения (рис 1. б, в), используется емкость.

Рисунок 1. Основные типы активных фильтров: а — параллельный источник тока; б — параллельный источник напряжения; в — последовательный источник напряжения; г — последовательный источник тока

Известно, что сопротивление фильтра Z на частоте w равно

При ХL = ХC или wL = (1/wС) на частоте w наступает резонанс напряжений, означающий, что сопротивление фильтра для гармонической и составляющей напряжения с частотой w равно нулю. При этом гармонические составляющие с частотой w будут поглощаться фильтром и не проникать в сеть. На этом явлении основан принцип построения резонансных фильтров.

В сетях с нелинейными нагрузками возникают, как правило, гармоники канонического ряда, порядковый номер которых ν 3, 5, 7, . . ..

Рисунок 2. Схема замещения силового резонансного фильтра

Учитывая, что XLν = ХL, ХCv = (XC/ν), где XL и Xc – сопротивления реактора и конденсаторной батареи на основной частоте, получаем:

Такой фильтр, который, помимо фильтрации гармоники, будет генерировать реактивную мощность, и компенсировать потери мощности в сети и напряжения, носит название фильтрокомпенсирующего (ФКУ) .

Если устройство, помимо фильтрации высших гармоник, выполняет функции симметрирования напряжения, то такое устройство называется фильтросимметрирующим (ФСУ) . Конструктивно ФСУ представляют собой несимметричный фильтр, включенный на линейное напряжение сети. Выбор линейных напряжений, на которые подключаются фильтрующие цепи ФСУ, а также соотношения мощностей конденсаторов, включенных в фазы фильтра, определяются условиями симметрирования напряжения.

Из вышесказанного следует, что устройства типа ФКУ и ФСУ воздействуют одновременно на несколько показателей качества электрической энергии (несинусоидальность, несимметрия, отклонение напряжения). Такие устройства для повышения качества электрической энергии получили название многофункциональных оптимизирующих устройств (МОУ).

Целесообразность в разработке таких устройств возникла в связи с тем, что резкопеременные нагрузки типа дуговых сталеплавильных печей вызывают одновременное искажение напряжения по ряду показателей. Применение МОУ позволяет комплексно решать проблему обеспечения качества электроэнергии, т.е. одновременно по нескольким показателям.

К категории таких устройств относятся быстродействующие статические источники реактивной мощности (ИРМ) .

По принципу регулирования реактивной мощности ИРМ можно разделить на две группы: быстродействующие статические источники реактивной мощности прямой компенсации, быстродействующие статические источники реактивной мощности косвенной компенсации . Структуры ИРМ представлены соответственно на рисунке 3, а, б. Такие устройства, обладая высоким быстродействием, позволяют снижать колебания напряжения. Пофазное регулирование и наличие фильтров обеспечивают симметрирование и снижение уровней высших гармоник.

На рис. 3, а представлена схема прямой компенсации , где «управляемым» источником реактивной мощности является коммутируемая с помощью тиристоров конденсаторная батарея. Батарея имеет несколько секций и позволяет дискретно изменять генерируемую реактивную мощность. На рис. 3, б мощность ИРМ меняется с помощью регулирования реактора. При таком способе управления реактор потребляет избыток реактивной мощности, генерируемой фильтрами. Поэтому способ носит название косвенной компенсации .

Рисунок 3. Структурные схемы многофункциональных ИРМ прямой (а) и косвенной (б) компенсации

Косвенная компенсация имеет два основных недостатка : поглощение избытка мощности вызывает дополнительные потери, а изменение мощности реактора с помощью угла управления вентилей приводит к дополнительной генерации высших гармоник.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: