Гармоники тока и напряжения в низковольтных электрических сетях Украины

Краткое содержание

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі наукового дослідження, наведено данні про зв’язок роботи з науковими програмами, викладено наукову новизну, практичне значення і реалізацію результатів дисертаційних досліджень, наведено відомості про їх апробацію, публікацію та впровадження.

У першому розділі розглянуто основні джерела гармонік та їх негативний вплив на різні види електрообладнання. Проведено аналіз європейської практики забезпечення електромагнітної сумісності по гармоніках напруги в низьковольтних мережах. Встановлено, що ефективним засобом забезпечення ЕМС у стандартній електромагнітній обстановці є забезпечення необхідних характеристик емісії завад обладнання на етапі його проектування відповідно до вимог гармонізованих стандартів. Порівняння нормативно-правової бази України і європейських країн в галузі забезпечення ЕМС показало, що значення норм якості напруги, які встановлені стандартами України, відповідають міжнародним рівням електромагнітної сумісності. Проте в даний час в Україні не розроблені відповідні подібні європейським процедури і правила, які повинні забезпечити дотримання цих норм. Зважаючи на те, що спричинені гармоніками проблеми у мережах низької напруги України посилюється з кожним роком, зроблено висновок, що її необхідно вирішувати з урахуванням досвіду європейських країн, але з урахуванням особливостей побудови і експлуатації українських систем електропостачання.

Встановлено, що найбільший вплив на зростання рівня гармонік напруги в електричних мережах чинять пристрої, які мають безтрансформаторний блок живлення з мережевим випрямлячем та ємніснім фільтром. Форма кривої споживаного струму зазначених пристроїв має явно виражену несинусоїдальну форму, при цьому величина третьої гармоніки досягає 80% від величини струму основної частоти. Неконтрольована емісія гармонік струму від нелінійних електроприймачів може призводить до істотного погіршення якості напруги в мережах НН.

Показано, що негативний вплив гармонік на обладнання може здійснюватися у вигляді довготривалого ефекту, якій, в основному, визначається тепловим ефектом від дії гармонік на асинхронні трифазні двигуни, конденсатори компенсаторів реактивної потужності, кабелі та силові трансформатори. Зазначений ефект призводить до зниження терміну їх служби. Нелінійні електроприймачі також спричинюють збільшення струмового навантаження нульового проводу. Короткочасний ефект, в основному, пов'язаний з тимчасовим погіршенням технічних характеристик електронних пристроїв, що, зазвичай, відновлюються після припинення дії збурення. Показано, що гармоніки струму, що протікають по електричних мережах, також погіршують енергетичні характеристики передачі електричної енергії від генераторів до споживачів.

Порівняно результати моніторингових досліджень якості напруги, які проводилися в Росії і Україні та виявили наявність систематичних порушень норм ГОСТ 13109-97, з результатами моніторингу, який був проведений CEER в країнах Євросоюзу в 2011 р. та показав, що якість напруги в них, в основному, відповідає нормам європейського стандарту EN 50160. У зв'язку з цим необхідно розглянути шлях, яким було досягнуто цей позитивний результат, а також можливість використання досвіду європейських країн у забезпеченні ЕМС.