Cтраница 1
Снижение уровней гармоник рациональным построением схемы электроснабжения, при которой обеспечивается допустимый уровень гармоник напряжения на шинах потребителя, осуществляется путем применения анодных и печных трансформаторов с напряжением сетевых обмоток 110 - 220 - 330 кВ; выделения нелинейных нагрузок на секции ( системы) шин, питающиеся от отдельных двухобмоточных трансформаторов или отдельных обмоток трехобмоточных трансформаторов связи с энергосистемой; подключения параллельно нелинейным нагрузкам синхронных электродвигателей и компенсаторов, асинхронных электродвигателей и других линейных нагрузок. [1]
Снижение уровней гармоник средствами питающей сети достигается в основном рациональным построением схемы электроснабжения, при котором обеспечивается допустимый уровень гармоник напряжения на шинах потребителя. Наиболее распространенными средствами являются применение трансформаторов преобразователей с повышенным напряжением 110 - 4.6. Схема райг-220 ( 330) кВ; питание нелинейных на - онной подстанции грузок от отдельных трансформаторов или подключение их к отдельным обмоткам трехобмоточных трансформаторов; подключение параллельно нелинейным нагрузкам синхронных и асинхронных двигателей. Препятствием к использованию таких трансформаторов может быть появление недопустимых напряжений гармоник в основных сетях питающей энергосистемы. Рассмотрим этот вопрос подробнее. [2]
При работе преобразователей с числом фаз шесть и более наиболее целесообразным типом фильтров являются узкополосные резонансные фильтры, применяемые для снижения уровней гармоник и компенсации реактивной мощности. Фильтры предусматриваются на частоты гармоник напряжения ( тока), преобладающих в амплитудных спектрах: в сетях предприятий вентильными преобразователями для 5; 7; 11 и 13 - й ( при 6-фазных схемах) или 11 - й и 13 - й ( при 12-фазных схемах) гармоник; при неполной компенсации 5 - й и 7 - й гармоник в случае 12-фазных схем может оказаться необходимым установить фильтры на частоты этих гармоник. В сетях с электродуговыми печами, электросварочными установками, силовыми магнитными усилителями, газоразрядными лампами устанавливаются фильтры для 3; 5 и 7 - й гармоник. [3]
В отечественной практике СРФ установлены в сетях некоторых предприятий черной и цветной металлургии, а также целлюлозно-бумажной промышленности. Наряду с СРФ реализованы также НСРФ, которые используются не только для снижения уровней гармоник в нормальном симметричном режиме, но и в контуре тока замыкания на землю. В большинстве случаев в составе фильтров применяются серийные бетонные реакторы. [4]
При наличии большого числа преобразователей относительно небольшой мощности ( до 1000 кВт), режимы работы которых не согласованы, применение схем преобразователей с числом фаз более шести не рационально. Выполнение сетевых обмоток анодных трансформаторов отдельных преобразователей с чередованием соединений в звезду и треугольник не обеспечивает снижения уровней гармоник. Применение схем преобразователей с несимметричным управлением рекомендуется для единичных преобразователей небольшой мощности. [5]
![]() |
Схема подключения фильтров высших гармоник с общим выключателем для всех групп конденсаторной установки. [6] |
Непрерывный рост мощностей и числа электроприемников со статическими преобразовательными агрегатами усложняет задачу рационального построения системы электроснабжения металлургических заводов. Необходимо проводить исчерпывающий анализ режимов работы указанных электроприемников, определять их влияние на систему электроснабжения и предусматривать мероприятия по снижению уровней гармоник применением соответствующих фильтров. [7]
![]() |
Схема вкл ючения фильтров. [8] |
Если схемные решения не приводят к уменьшению несинусоидальности напряжения до допустимого уровня, что характерно для предприятий с большой долей вентильно-преобразовательной нагрузки, то используют специальные корректирующие устройства. Среди таких устройств наиболее распространенными являются силовые резонансные фильтры ( СРФ), которые одновременно предназначаются для компенсации реактивной мощ - ности и снижения уровней гармоник. [9]
![]() |
Изменение напряжения на участках сети при протекании по ним тока нагрузки. [10] |
Проектирование новых сетей потребителей необходимо вести с учетом современных требований к качеству, ориентируясь на разработку регуляторов качества электроэнергии различных типов. Целенаправленное воздействие на изменение одного вида искажений вызывает косвенное воздействие на другие виды искажений. Например, компенсация колебаний напряжения вызывает снижение уровней гармоник и приводит к изменению отклонений напряжения. [11]
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 - 1985 годы и на период до 1990 года, принятых XXVI съездом КПСС, повышение качества и надежности электроснабжения названо в числе важнейших научно-технических и народнохозяйственных задач. В комплекс проблем, решение которых необходимо для выполнения указанных задач, входит и проблема высших гармоник. Появление ее обусловлено в первую очередь прогрессом в области силовой преобразовательной техники и электротехнологии, приведшим к широкому внедрению в промышленное электроснабжение мощных вентильных преобразователей, электродуговых сталеплавильных печей, сварочных установок и других устройств с существенно нелинейными вольт-амперными характеристиками. В связи с этим разработкой проблемы высших гармоник занимаются специалисты по электроснабжению промышленных предприятий и силовой преобразовательной технике в СССР и за - рубежом. В 50 - е и в особенности в 60 - е годы появилось значительное число публикаций, посвященных проблеме гармоник, а также состоялся ряд всесоюзных и международных симпозиумов, совещаний и конференций, на которых рассматривались вопросы, связанные с повышением качества электроэнергии и, в частности, со снижением уровня высших гармоник; были намечены пути коренного решения этих вопросов с учетом накопленного опыта использования технических мероприятий и средств, направленных на снижение уровней гармоник в электрических сетях предприятий и энергосистем. [12]
Во втором издании сохранены основные принципы и методические особенности первого издания. Композиция книги, в основном сохранена. В то же время материал первого издания подвергся переработке и существенно обновлен; значительная часть книги написана заново. В первую очередь следует отметить более широкое рассмотрение различных типов и схем вентильных преобразователей и сварочных установок как источников высших гармоник тока в установившихся и переходных режимах; частотных характеристик систем электроснабжения предприятий и энергосистем; экономического аспекта проблемы. Переработаны и дополнены главы, посвященные вопросам расчета и снижения уровней гармоник. [13]