В современной промышленности все большее распространение получают электропотребители с нелинейными вольт-амперными характеристиками. Такие устройства потребляют из сети несинусоидальный ток, вследствие чего возникают искажения кривой напряжения. Это негативно влияет на условия эксплуатации как силового оборудования, так и устройств релейной защиты, автоматики, телемеханики и связи [1, 2]. Экономический ущерб, вызванный высшими гармониками (ВГ), обусловлен ухудшением качества электроэнергии, снижением надежности функционирования энергосистемы и сокращением срока службы оборудования.
В автономных энергосистемах нефтегазодобывающих регионов, несмотря на значительное увеличение в последнее десятилетие доли нелинейной нагрузки, приводящей к существенному искажению формы кривой напряжения и тока, обеспечению качества электроэнергии, уделяется недостаточное внимание, что в итоге нередко приводит к серьезным технологическим сбоям и значительным экономическим издержкам. Кроме того, в автономных энергосистемах имеют место значительные отклонения частоты, которые снижают эффективность традиционных средств борьбы с высшими гармониками. Более того, фильтрами высших гармоник в этих энергосистемах нередко пренебрегают.
Наиболее уязвимым оборудованием в этих условиях являются устройства компенсации реактивной мощности, которые выходят из строя от перегрузки токами высших гармоник [3]. Их ремонт в условиях удаленности сервисных центров связан со значительными затратами времени, в течение которого невозможно обеспечить адекватную степень компенсации реактивной мощности со всеми вытекающими последствиями.
Цель исследования – оценка гармонического состава токов и напряжений в различных узлах исследуемых автономных систем электроснабжения предприятий нефтегазового комплекса, сбор статистических данных по аварийным событиям различного рода оборудовании, связанным с наличием высших гармоник в сетях 6 и 0,4 кВ и их анализ.
Для достижения поставленных задач выполнен ряд инструментальных замеров на подстанциях 35/6 кВ и КТП 6/0,4 кВ кустовых площадок. Также проведено исследование искажений формы кривых тока и напряжения, вызванных различными типами частотных преобразователей при вариации их режимов работы.