За последние годы возросла нагрузка жилых и административных зданий. С ростом нагрузки изменился и ее характер. Возросла доля таких электроприемников, как компьютеры, телевизоры, СВЧ-печи, все активнее заменяются обычные лампы накаливания энергосберегающими и внедряется частотно регулируемый электропривод. Совершенствование электроприемников направлено на повышение коэффициента полезного действия, оптимизацию режима работы и снижение энергопотребления. Большинство перечисленных электроприемников потребляют ток несинусоидальной формы. Несмотря на относительно небольшую мощность каждого отдельного электроприемника, их массовое применение приводит к существенному искажению синусоидальности кривых напряжения и тока в распределительных электрических сетях.
Несинусоидальность напряжений и токов оказывает влияние на работу электрооборудования, сокращая срок его службы, приводит к увеличению потерь напряжения и мощности в сети, уменьшению ее пропускной способности. Это создает условия для возникновения дополнительного риска отказа оборудования и роста электротехнического и технологического ущерба.
Нормативно-правовая документация в области качества электрической энергии регламентирует уровни искажений только по напряжению, но не по току. Отсутствуют также методики оценки воздействия несинусоидальности тока на работу электротехнического оборудования.
В связи с этим представляется необходимым разработать методы оценки влияния высших гармоник тока, создаваемых работой нелинейных электроприемников жилых и общественных зданий на оборудование распределительной электрической сети.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые получены следующие научные результаты:
Определены численные значения n-х гармонических составляющих спектра токов присоединений нелинейных непромышленных электроприемников и потребителей селитебных территорий.
Разработаны математические модели тепловых процессов в силовых кабелях и трансформаторах, позволяющие на основании известной мощности тепловыделений в каждом из элементов оборудования рассчитывать температурные поля методом конечных элементов и, таким образом, оценивать эффект от действия высших гармоник тока.