По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.314.26

Анализ гармонического состава тока и напряжения на шинах подстанции 6/0,4 кВ и применение устройств ограничения высших гармоник

Зырянов В.М. канд. техн. наук, доцент кафедры автоматизированных электроэнергетических систем, Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск
Митрофанов Н.А. магистр, Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск
Соколовский Ю.Б. канд. техн. наук

При неуклонном росте количества и мощности нелинейных нагрузок в электроэнергетике высшие гармоники тока и напряжения существенно ухудшают условия эксплуатации основных элементов силового оборудования энергосистем, негативно влияют на устройства релейной защиты, автоматики, телемеханики и связи, что в итоге нередко приводит к серьезным технологическим сбоям и значительным экономическим издержкам. Разработка методов и средств снижения уровня высших гармоник в энергосистемах становится все более актуальной задачей. Проведено экспериментальное исследование качества электроэнергии в автономной системе электроснабжения одного из предприятий нефтегазодобывающей отрасли на шинах 0,4 кВ подстанции 6/0,4 кВ. Инструментальный анализ выполнен с помощью анализатора качества «Ресурс-UF2M». Выявлен гармонический состав токов и напряжений, аналитически рассчитаны параметры фильтрокомпенсирующих устройств. Предложены схемные конфигурации фильтрокомпенсирующих устройств, рассчитаны их параметры. Показана эффективность рассчитанного резонансного фильтра высших гармоник. Схемные конфигурации фильтрокомпенсирующих устройств применимы при разных условиях эксплуатации электрооборудования и в зависимости от поставленных целей могут использоваться как обособленно, так и в виде системного комплекса.

Литература:

1. ГОСТ 32144-2013 РФ «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». – М.: Стандартинформ, 2014. – 16 с.

2. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах промышленного электроснабжения промпредприятий. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 2000. – 331 с.

3. Вольдек А.И. Электрические машины: учеб. для студентов высш. техн. учебн. заведений. – 3-е изд., перераб. – Л.: Энергия, 1978. – 832 с.

4. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 2000. – 252 с.

В промышленности все большее распространение получают электроприемники с нелинейной вольт-амперной характеристикой. К ним относятся прежде всего разнообразные преобразователи на полупроводниковой элементной базе. Вследствие роста доли нелинейной нагрузки возрастает и негативное влияние высших гармоник (ВГ) на работу силового оборудования энергосистем, устройств релейной защиты, автоматики, телемеханики и связи. Экономический ущерб от ВГ обусловлен ухудшением качества электроэнергии, снижением надежности функционирования энергосистемы и сокращением срока службы оборудования [1].

Несинусоидальность напряжения и тока приводит к дополнительным потерям в основных силовых элементах энергосистемы, затрудняет компенсацию реактивной мощности с помощью устройств компенсации реактивной мощности (УКРМ), сокращает срок службы изоляции электрических машин, приводит к возникновению дополнительной вибрации электрических машин, снижает эффективность функционирования устройств автоматики, телемеханики и связи [2–4].

Перетоки мощности на высших гармониках в сети значительно загружают установленные на подстанциях (ПС) и у потребителей конденсаторные установки (КУ) со стороны 6 и 0,4 кВ соответственно. В связи с загрузкой токами ВГ для большей части возможных режимов КУ 0,4 кВ последние неспособны обеспечить полную компенсацию реактивной мощности в узле нагрузки. Кроме того, при изменении режима энергосистемы производятся коммутации ступеней КУ автоматической системой управления, вследствие чего возникают коммутационные переходные процессы. В результате КУ во время этих переходных процессов нагружается дополнительными токами высших гармоник, что в итоге увеличивает риск выхода из строя элементов конденсаторной установки.

Анализ работы системы в условиях несинусоидальных напряжений и токов проведен в одной из автономных энергосистем нефтегазодобывающей отрасли со значительной долей нелинейной нагрузки. Энергосистема оснащена устройствами компенсации реактивной мощности без защитных реакторов на напряжении 6 и 0,4 кВ.

Для Цитирования:
Зырянов В.М., Митрофанов Н.А., Соколовский Ю.Б., Анализ гармонического состава тока и напряжения на шинах подстанции 6/0,4 кВ и применение устройств ограничения высших гармоник. Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации. 2016;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: