Фильтрация гармоник |
Состав нагрузки с нелинейной характеристикой зависит от типа промышленного предприятия. На металлургических заводах основным источником высших гармоник тока являются тиристорные преобразователи, которые относятся к мощным концентированным источникам гармоник. Мощность преобразователей достигает 80 -90% мощности всего электрооборудования. На химических заводах и предприятиях цветной металлургии наиболее мощными и энергоемкими потребителями являются электролизные установки, питание которых осуществляется в основном от управляемых преобразователей. Преобразователи применяются на заводах по получению химического волокна, для электрохимической обработки металлов. На целлюлозно-бумажных комбинатах используются картонно-бумагоделательные машины, оснащенные регулируемыми приводами с тиристорными преобразователями. На многих промышленных предприятиях широко применяются установки электродуговой и контактной сварки с преобразователями в качестве источников питания. Достаточно часто промышленные предприятия игнорируют наличие высших гармонических составляющих в своих электросетях, в результате имеют место следующие факторы: Трансформаторы Гармоники тока и напряжения приводят к повышению температуры трансформатора по сравнению с чисто синусоидальным током и напряжением. Дополнительные потери из-за гармоник повышаются пропорционально квадрату тока и частоты, приводя к уменьшению полезной нагрузки трансформатора. Провода Несинусоидальные токи в проводниках приводят к большему его нагреванию, чем ожидаемое из расчета его среднеквадратичного значения. Это дополнительное нагревание вызвано двумя явлениями известных как скин-эффект и эффект сближения, они оба зависят от частоты, формы проводника, а также расстояния между ними. Эти два эффекта приводят к увеличению активного сопротивления и в конечном итоге к увеличению активных потерь. Двигатели и генераторы Гармонические токи и напряжения приводят к повышенному нагреву асинхронных и синхронных машин, повышенным потерям в меди и стали на частотах гармоник. Эти дополнительные потери уменьшают производительность механизма и могут также отразиться на величине вращающего момента. Пульсация вращающего момента может повлиять на качество изделия в тех случаях, когда приводимые механизмы чувствительны к подобным колебаниям. Также в случае вращающихся машин, гармоники могут увеличить слышимый шум по сравнению с синусоидальным намагничиванием. Электронное оборудование Силовое электронное оборудование чувствительно к гармоническому искажению питающего напряжения. Компьютеры и некоторый другой вид электронного оборудования, подобно программируемым контроллерам, требуют обычно, чтобы полное гармоническое искажение питающего напряжения (THD) было меньше чем 5 %, и один индивидуальный гармонический компонент - меньше чем 3 % от основного напряжения. Более высокие значения искажения могут привести к неправильной работе системы управления. Коммутационное оборудование и релейная зашита Повышенное содержание в токе гармоник увеличивают дополнительное потери в коммутационном оборудовании, что, в свою очередь приводит к увеличенному нагреву и снижению полезной пропускной способности. Увеличенная температура некоторых изоляционных компонентов приводит к сокращению их срока службы. Снижение уровней высших гармоник является частью задачи по уменьшению влияния нелинейных нагрузок на питающую сеть и улучшению качества электрической энергии в электрической сети. Для таких решений ИНТЭКО использует пассивные фильтро-компенсирующие устройства, содержащие конденсаторные батареи и последовательно соединенные фильтровые реакторы с резисторами или без них, а также, активные фильтры гармоник, выполненные на основе технологии FACTS. |