Коммунально-бытовая нагрузка силовых трансформаторов 10/0,4 кВ чаще всего несимметричная и нелинейная [1, с. 1081]. Такую загрузку силовых трансформаторов создают узлы нагрузки, которых в электрических сетях 0,38 кВ большое количество. Концентрация в узлах нагрузки нелинейных электроприемников и их случайное включение создают условия для возникновения в таких сетях токов несимметрии и несинусоидальности. В результате этого возникают разные падения напряжения на участках линейных проводов, поэтому к однотипным электроприемникам в узлах нагрузки прикладываются разные по величине и спектру фазные напряжения.
В статье измеряются и анализируются высокочастотные нечетные составляющие линейных токов на головном участке сети 0,38 кВ. Измерения выполнены при помощи анализатора качества электроэнергии HIOKI 3196 на вводе 0,4 кВ силового трансформатора 10/0,4 кВ мощностью 400 кВА при различных режимах загрузки. Метрологическая погрешность измерений у прибора Hioki 3196 по току и мощности составляет ±0,2%, а по форме кривой тока – ±0,5%.
Измеренные электрические величины при различных коэффициентах загрузки силового трансформатора представлены на рис. 1.
Как следует из рис. 1а, при режиме нагрузки 42,1 кВА суммарный коэффициент мощности (PFsum) с учетом высших гармоник составлял 0,8, коэффициенты нелинейных искажений по напряжению (THD-U) (коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения) не превышали в фазах сети 2%, коэффициенты нелинейных искажений по току (THD-I) составляли соответственно в 1-й фазе THD-I1 = 9,67%, 2-й – THD-I2 = 10,16%, 3-й – THD-I3 = 14,70% и в нулевом рабочем проводе – THD-I4 = 37,59%. Токовая нагрузка в линейных проводах 48,73; 35,47 и 85,56 А вызывает дополнительные потери мощности в силовом трансформаторе из-за нелинейности нагрузки, о чем говорят коэффициенты (KF1-KF3). Значения К-фактора (KF) выше 1 указывают на дополнительные тепловые потери мощности при нелинейных нагрузках, которые силовой трансформатор способен безопасно рассеять.