Полупроводниковые преобразователи, широко применяемые в низковольтных промышленных и городских сетях, искажают ток и напряжение сети и негативно влияют на работу всего оборудования. Батареи конденсаторов, используемые для компенсации реактивной мощности и работающие при несинусоидальном напряжении, в ряде случаев выходят из строя из-за перегрузки высшими гармониками тока, наибольшей при резонансе между индуктивностью питающей сети и емкостью батареи конденсаторов [1–3].
Цель исследований – получение на базе компьютерного моделирования основных количественных соотношений для гармонических токов с оценкой их негативного воздействия на конденсаторные батареи в трехфазной системе электроснабжения, включающей трансформатор 10/0,4 кВ, работающий на линейную и нелинейную (трехфазный мостовой выпрямитель) нагрузки и конденсаторную батарею. Исследование режима такой системы выполнялось в программном комплексе Multisim.
Рассматривался типовой ряд мощностей трансформаторов 10/0,4 кВ (Sт ном = 250, 400, … 2500 кВ·А). Для разных трансформаторов результаты моделирования качественно не отличались, а некоторое количественное отличие результатов было обусловлено отличающимися напряжениями короткого замыкания Uк трансформаторов (4,5…6%).
Ниже приводятся результаты моделирования для трансформатора номинальной мощности Sт ном = 1000 кВ·А, а все регулируемые мощности даются в относительных единицах по отношению к номинальной мощности трансформатора:
– мощность нелинейной нагрузки P* d = Pd /Sт ном;
– мощность линейной нагрузки S* н = Sн /Sт ном;
– мощность конденсаторной батареи Q* к = Qк /Sт ном.
По выражению:
рассчитаны в относительных единицах мощности конденсаторных батарей, при которых возникает резонансный режим для канонических гармоник n = 6k + 1 (табл. 1). Индуктивности системы, питающей трансформатор, и кабелей напряжением 0,4 кВ не учитывались.