К.пед.н. Олійник Ю.С.

Українська інженерно-педагогічна академія, м. Харків, Україна

аналіз методик розрахунку вищих гармонійних складових

Всі країни на певному етапі концентрації комп'ютерної техніки стикаються з нею і вимушені кардинально міняти технічні регламенти експлуатації, норми проектування, розробляти відповідну базу стандартів. У випадках, коли потужність нелінійних електроспоживачів військових об’єктів не перевищує 10—15 %, будь-яких особливостей в експлуатації системи електропостачання, як правило, не виникає. При перевищенні вказаної межі слід чекати появи різних проблем в експлуатації і наслідків, причини яких не є очевидними. У будівлях, що мають долю нелінійного навантаження понад 25%, окремі проблеми можуть виявитися відразу [2-5].

Проблема вищих гармонік обумовлена, в першу чергу, прогресом в галузі силової перетворювальної техніки військових об’єктів, яка призвела до більш широкого втілення у промислове електропостачання потужних вентильних перетворювачів, електродугових сталеплавильних печей, зварювальних пристроїв та інших пристроїв, які мають в процесі своєї роботи нелінійні вольт-амперні характеристики. Аналізом та пошуком різноманітних щляхів розв’язання цієї проблеми займаються спеціалісти з електропостачання військових об’єктів як в Україні, так і за її межами. Питання, що тісно пов’язані з підвищенням якості, а саме зі зниженням рівня вищих гармонік, наразі є дуже актуальними [1- 6].

Виходячи з цього, все частіше різні організації проводять дослідження стану електропостачання споруд, де в свою чергу розташовується багата кількість комп’ютерної техніки, робота яких є джерелом вищих гармонік. Постійний зріст кількості використання комп’ютерної техніки у різних галузях є підставою для поглибленого та серйозного вивчення цієї проблеми.

Якщо звернути свою увагу на наслідки гармонійних складових, то їх можна дуже стило охарактеризувати наступним чином:

- Погіршується робота обладнання, внаслідок чого скорочується термін його роботи;

- Якщо говорити про систему електропостачання, то виникають додаткові втрати у трансформаторах;

- Можливий перегрів та, як наслідок цього, руйнування кабельної лінії;

- Погіршення показників якості електроенергії, а саме спотворення синусоїдальності напруги, що живить обладнання.

Вищі гармонійні складові в струмах нелінійних електроспоживачів приводить до негативних, а інколи і катастрофічним наслідкам.

- Спотворення синусоїдальності живлячої напруги. Наслідком характеру струму, споживаного імпульсним навантаженням, є деформація синусоїди напруги, навантаження, що діє на затисках (рис. 2.5). Синусоїда напруги стає «плоскою», оскільки у момент імпульсу струму збільшується падіння напруги на внутрішньому опорі мережі:

де - деформована синусоїда напруги на зажимах навантаження;

- синусоїдальна напруга живлячої мережі;

- імпульсний струм навантаження;

- повний опір мережі со сторони зажимів навантаження.

Якщо передбачити, що опір мережі відносно затисків кожного окремого електроспоживача дорівнює нулю, то спотворення синусоїдальності напруги не існувало б. У реальності мережа для будь-якого електроспоживача є якимсь опором. Несинусоїдальні струми, протікаючи по цьому опору, викликають падіння напруги на нім. В результаті, на затисках нелінійного електроспоживача, а також на затисках всіх останніх електроспоживачів, включених паралельно йому з'являється несинусоїдальна напруга, зазвичай — «плоска» синусоїда [1, 6].

«Плоска» синусоїда, впливаючи на імпульсне джерело живлення, знижує рівень випрямленої напруги; збільшує тепловиділення в елементах імпульсного джерела живлення; знижує стійкість до короткочасних провалів напруги.

Зниження рівня випрямленої напруги. Деформація синусоїди живлячої напруги призводить до зниження значення амплітуди вхідної напруги, в слідство це знижується напруга на конденсаторі

Необхідно визначити особливий підхід до експлуатації систем електропостачання різноманітних споруд, побудов, оскільки багато організацій, що використовують комп’ютерну техніку, розташовуються в офісних будівлях, які в свою чергу не розраховані на швидкий зріст нелінійного навантаження. Системи електропостачання є дуже складною системою, яка містить у своєму складі багату кількість елементів, які тісно та нерозривно пов’язані між собою [2].

В режимі експлуатації розрахунок несинусоїдальних режимів системи електропостачання необхідний з метою вирішення наступних задач:

1. Визначення та здійснення оцінки показників якості електроенергії;

2. Регулювання показників якості електричної енергії, при цьому необхідно управляти відповідним станом обладнанням;

3. Визначення якості електроенергії при зміні електричної схеми та схеми живлення споживачів різних категорій.

ЛІТЕРАТУРА:

1. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М.: Энергоатомиздат. 1984.

2.Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения пром. предприятий. М.: Энергоатомиздат, 2000. - 331 с.

3. Аррилага Дж. и др. Гармоники в электрических системах: Пер с англ./Дж. Аррилага, Д.Брэдли, П. Боджер. – М.: Энергоатомиздат 1990. – 320 с.: ил.

ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. - М.: 1997,-60 с.

4. Дерендяева Л.В., Лохтина А.С., Сбоева В.С. Методика расчетов высших гармонических составляющих в точке присоединения потребителей к распределительным сетям энергосистем/Л.В. Дерендяева и др.//ФГБОУ ВПО «Вятский государственный университет» - Современные проблемы науки и образования: №1-2013. .

5. Смирнов С.С. Высшие гармоники в сетях высокого напряжения: [монография]/С.С. Смирнов - Новосибирск: Наука, 2010. – 327 с.

6. Управление качеством электроэнергии/И.И. Карташев, В.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов и др./под ред. Ю.В. Шарова. – М.: Издательсктй дом МЭИ, 2006. – 320 с.: ил.