Справочные данные
22.12.11 |
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.
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.