Технический прогресс в области автоматизированного электропривода (АЭП) характеризуется непрерывным совершенствованием его элементной базы в направлении роста мощности силовых полупроводниковых преобразователей при резком увеличении динамических свойств элементов [1–4]. В этих условиях заметно обострилась проблема электромагнитной совместимости (ЭМС) элементов АЭП с питающей сетью, вследствие чего происходят сильные искажения напряжения на общих секциях распределительных устройств (РУ) (рис. 1) [5–8].
Дело в том, что при большой длине кабельных линий суммарная емкость кабелей может быть значительной, достигая нескольких микрофарад. Современные преобразователи частоты (ПЧ) с активными выпрямителями (АВ) генерируют ВЧ-гармоники напряжения и тока с номерами выше 40-й [9–12]. В результате взаимодействия индуктивностей сетевых трансформаторов и емкостей кабельных линий возникают резонансные явления в частотной характеристике сети, которые могут усилиться при наличии ВЧ-гармоник в сети, создаваемых современными ПЧ-АВ. Ухудшение качества напряжения в РУ ведет к аварийным ситуациям, которые выводят из строя чувствительные электроприемники (ИБП в серверных, питающих контроллеры, и другие ПЧ).
При определенной конфигурации сети 10 кВ внутризаводских систем электроснабжения (СЭС) возникают опасные резонансные явления, приводящие к сильнейшему искажению формы напряжения на секциях ЗРУ-10 кВ ГПП [13–16]. Резонанс обусловлен взаимным влиянием суммарной распределенной емкости кабельных линий и индуктивности сетевого трансформатора 220/10 кВ. Описанные искажения с высокой долей вероятности могут приводить к сбою в работе ПЧ, которые оснащены активными выпрямителями, функционирующими в режиме Smart, с последующим выходом из строя силовых выпрямительных модулей.
Для исключения подобных ситуаций необходимо провести комплексные исследования частных характеристик сети 10 кВ и разработать мероприятия по их коррекции с целью перемещения параллельного резонанса токов в другой частотный диапазон с его одновременным ослаблением. Для этого необходимо разработать математическую модель СЭС завода, на базе которой можно проводить исследования влияния параметров системы на резонансный максимум.