Stresul nesinusoidal

nesinusoidale de tensiune - indicele normalizat în conformitate cu GOST 13109-97 (normele de calitate a energiei electrice).

Caracterizată de următorii indicatori:

coeficientul de distorsiune al curbei sinusoidale a tensiunii;
coeficientul celui de-al n-lea component armonic al tensiunii.

Motivele pentru ieșirea indicatorilor în afara limitelor normelor constau în utilizarea unor diferiți receptoare neliniar de energie electrică, cum ar fi:

vane de conversie;
echipamente electrice cu tiristoare;
arzătoare și cuptoare electrice de inducție;
lămpi fluorescente;
arc si sudare de contact;
convertoare de frecvență;
aparate de uz casnic (computere, televizoare, etc.).

În timpul funcționării, aceste dispozitive consumă energie al frecvenței fundamentale, care este folosit nu numai pentru a efectua o muncă utilă și pierderea de acoperire, ci și pe fluxul de formare a componentelor armonice superioare, care sunt „aruncate“ la rețeaua externă.

Influența nonsinusoidală de tensiune asupra muncii consumatorilor de energie electrică.

În motoare, armonicile de tensiune și curent conduc la pierderi suplimentare în bobina rotorului, în circuitele statorului, precum și în oțelurile statorului și rotorului. Datorită curenților turbionari și efectului de suprafață, pierderile din conductorii de stator și rotor sunt mai mari decât cele determinate de rezistența ohmică. Curenții de scurgere cauzați de armonici în zonele de capăt ale statorului și rotorului conduc, de asemenea, la pierderi suplimentare. Toate acestea conduc la o creștere a temperaturii generale a mașinii și la supraîncălzirea locală, cel mai probabil în rotor, ceea ce poate duce la consecințe grave. De asemenea, trebuie remarcat faptul că, în anumite condiții de suprapunere a armonicelor, pot apărea vibrații mecanice ale rotorului.

În transformatoare, armonicile de tensiune determină o creștere a pierderilor datorate histerezisului, pierderilor datorate curenților turbionari din oțel și pierderilor în bobinaje. În plus, durata de viață a izolației este redusă. Creșterea pierderilor în înfășurări este cel mai important în cazul unui transformator convertor, deoarece prezența unui filtru, atașat în mod obișnuit la partea de curent alternativ, nu reduce curentul armonic în transformator. În plus, ar putea exista supraîncălzire locală a rezervorului de transformare.

În băncile de condensatoare, armonicile actuale conduc, de asemenea, la pierderi suplimentare de energie. În consecință, are loc o încălzire suplimentară a condensatorului, ceea ce poate duce la defectarea acestuia din urmă. De asemenea, este posibil să se deterioreze condensatorul în cazul rezonanțelor armonice în rețea.

Armonicile pot întrerupe funcționarea dispozitivelor de protecție sau pot agrava performanțele acestora. Natura încălcării depinde de principiul dispozitivului. Cele mai frecvente sunt fals pozitive, care sunt cel mai probabil în activitatea sistemelor de protecție bazate pe măsurarea rezistențelor.

Influența armonicelor asupra măsurătorilor de putere de inducție și a dispozitivelor de măsurare conduce la o creștere a erorii în rezultatele măsurătorilor lor.

Măsuri de responsabilitate și compensare

Conform GOST 13109-97 furnizorii de distorsiuni armonice sunt consumatori cu sarcini neliniare. Modalitățile de reducere a nonsinusoidality de tensiune pot fi împărțite în trei grupuri:

soluții de circuit: alocarea încărcărilor neliniare la un sistem de autobuz separat, gruparea convertizoarelor de poartă în conformitate cu schema de multiplicare a fazelor, conectarea unei sarcini neliniare la un sistem cu o putere mai mare de scurtcircuit;
utilizarea echipamentelor caracterizate printr-un nivel mai scăzut de generare de armonici mai înalte, de exemplu, transformatoare "nesaturate" și convertizoare cu porți multiple;
utilizarea dispozitivelor de filtrare: filtre de rezonanță cu bandă paralelă paralelă, dispozitive de compensare a filtrului și dispozitive simetrice filtrante.

Influența armonicelor superioare și filtrarea lor

Dezvoltarea tehnologiilor moderne de semiconductori duce la creșterea numărului de consumatori controlați de tiristoare și convertoare. Din păcate, convertoare crește valoarea puterii reactive inductive și de a reduce forma non-sinusoidală a curbei curente. Această interferență a rețelei conduce la deteriorări și incluziuni eronate ale echipamentelor și dispozitivelor.

Un curent tipic al convertorului este o suprapunere a diferitelor curenți compozite sinusoidale, adică frecvența principală a rețelei și un anumit număr de așa numite armonice superioare (în rețeaua trifazată, în primul rând armonicele ordinelor 5, 7 și 11).

Contaminarea rețelelor de curent alternativ de armonici mai înalte poate conduce la următoarele consecințe:

reducerea duratei de viață a condensatoarelor
activarea prematură a echipamentului de protecție
funcționarea defectuoasă sau eronată a calculatoarelor, a dispozitivelor de acționare a motorului, a dispozitivelor de iluminat și a altor consumatori sensibili

În paralel cu creșterea curentului în condensatori, care poate fi reglată prin măsuri constructive, în cazuri nefavorabile, fenomenele de rezonanță pot apărea în rețele. Condensatoarele de compensare și inductanțele transformatorului și rețelei sunt un circuit rezonant. Dacă frecvența naturală a unui astfel de circuit coincide cu frecvența armonicilor mai mari, sunt posibile oscilații cu supracurenți semnificativi și supratensiuni. Aceasta duce la repornirea și deteriorarea instalațiilor electrice.

Scopul conectării reactorului (reactorului) la condensator este de a reduce frecvența de rezonanță a rețelei la o valoare care este sub valoarea celui mai mic armonic al rețelei. Acest lucru previne rezonanța dintre condensatori și rețea și, prin urmare, creșterea curenților armonicilor mai înalți. În plus, o astfel de includere are un efect filtrant, în care scade distorsiunea de tensiune. Se recomandă în cazurile în care ponderea consumatorilor care poluează rețeaua cu armonici mai mari este de peste 20% din toți consumatorii din rețea.

Filtru cu armonici înalte

Pentru curenții armonici, circuitul filtrului este o impedanță foarte scăzută. Prin urmare, majoritatea acestor curenți sunt trimise la acest circuit. Frecvența de rezonanță a condensatorului, conectată în serie cu clapeta de accelerație, se află mereu sub frecvența armoniei a 5-a.

Articole similare

Pagina anterioară