На сегодняшний день, за счет значительного роста в электроэнергетике нелинейных потребителей переменного тока (в основном, на полупроводниковой элементной базе) сильно ощущаются потери при передаче электроэнергии от источника к потребителю. Они вызваны несинусоидальностью тока, то есть наличием высших гармонических составляющих, искажением формы тока относительно синусоидальной [1]. Кроме того, такие потребители в большинстве своем однофазные, и равномерно распределить нагрузку по фазам не удается, вследствие чего возникают дополнительные потери из-за поперечной несимметрии. Передача реактивной мощности вносит свой вклад в увеличение потерь и уменьшение пропускной способности линий и трансформаторов. Следует также иметь в виду, что вполне закономерные для переменного тока эффект близости и скин-эффект приводят к продольной несимметрии, что также не лучшим образом сказывается на пропускной способности кабельной линии. Большинство бытовых электроприемников в своей конструкции предусматривают активные выпрямители, в которых появляются дополнительные потери на преобразование переменного тока в постоянный [2].
В сложившейся ситуации эффективность дальнейшего глобального применения трехфазного переменного тока подвергается сомнению, и все чаще встает вопрос о поиске альтернативных методов построения систем электроснабжения. Для полного анализа неэнергоэффективного применения сетей переменного тока в объектах жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), следует рассмотреть и проанализировать основные виды потерь:
– Дополнительные потери от высших гармоник.
– Потери от реактивной мощности.
– Потери мощности в активном выпрямителе, которые делятся на: – Потери на проводимость.
– Динамические потери.
Ввиду чрезвычайной важности снижения потерь электроэнергии, актуальной является задачи оценки дополнительных потерь мощности от высших гармоник. Зная величину этих потерь, можно определиться со способом их снижения. Учитывая, что напряжение сети представляет собой синусоидальную форму, то основные искажения приходятся на ток. Среднеквадратичное значение тока определяется как [3]: