Компенсация реактивной мощности в сетях с нелинейными нагрузками, генерирующими гармоники в среде тока и напряжения. Теоретический аспект сетевых гармоник и их основные негативные воздействия, правильный регламент выбора и установки конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности.
В сетях переменного тока, как низковольтных, так и высшего напряжения ряд нагрузок генерирует гармоники, искажающие вид синусоиды тока (или напряжения), создающие дополнительное сопротивление токопередаче и провоцирующие возникновение иных негативов, влияющих на качество получаемой электроэнергии и эксплуатацию электрооборудования. Причем здесь абсолютно некорректно говорить только о негативах гармонических искажений в магистральных линиях и/или локальных сетях промышленного, муниципального, коммерческого использования, где присутствуют и основные генераторы гармоник – конвертеры, DC и инверторы с большими скоростями управления, индукционные и дуговые печи, сварочные аппараты, источники бесперебойного питания и т.д. При современном уровне и количестве электробытового оборудования и приборов со значительными сетевыми гармониками столкнулись и низковольтные локальные сети частных домов, квартир и домов жилого фонда и т.д. – блоки питания телевизоров, компьютеров, микроволновых печей, компактные энергосберегающие лампы с ЭПРА и т.п. генерируют искажения в средах тока и напряжения, причем в вечернее время при увеличении числа потребителей электроэнергии возникают значительные гармонические искажения и в сетях среднего напряжения (распределительные сети муниципальных хозяйств, линии владельцев региональных распределительных сетей и т.п.).
Теоретический аспект сетевых гармоник и их основные негативные воздействия.
При прохождении синусоидального тока (подаче напряжения) через нелинейную нагрузку последняя генерирует не синусоидальные составляющие тока (напряжения) с частотой, кратной несущей частоте тока (напряжения) в 50 Гц и отождествляемой порядковым номером «N» или «V», например ® 5 Harmonic = 250 Гц, или ® 7 Harmonic = 350 Гц. Искажения несущей частоты вызывают механические вибрации при работе двигателей переменного тока, что снижает их ресурс эксплуатации, увеличивают потери мощности в медных обмотках и стальных сердечниках трансформаторов, приводят к перегреву и выходу из строя конденсаторов, в том числе установленных в укрм, крм, а также укм 58 и им аналогичных.
Дополнительной проблемой перегрева из-за повышенного напряжения конденсаторов, входящих в конденсаторные установки для компенсации реактивной мощности, является потеря емкости во время эксплуатации, а это напрямую влияет на объемы отсылаемой к нагрузке реактивной мощности и дестабилизирует всю систему электроснабжения в целом. Поэтому работы по выбору и установке устройств компенсации реактивной мощности выполняются только после скрупулезного анализа характера включаемых в сеть нагрузок, учета количества и влияния нелинейных нагрузок, генерирующих гармоники по току и напряжению, и превентивной защиты конденсаторных установок от негативного влияния гармоник фильтрами активного или пассивного типа.
