приводит к непрерывному увеличению удельного веса нелинейных нагрузок на предприятиях.
В электросталеплавильных цехах металлургических, машиностроительных и других заводов в настоящее время применяются электродуговые сталеплавильные печи емкостью от 3 до 200 т; мощности трансформаторов, питающих печи, находятся в пределах 1,5–60 MBА. При работе печей искажается форма кривой напряжения питающей сети, особенно в период расплавления металла, а также появляются значительные толчки тока, различные по фазам сети, которые могут приводить к большим колебаниям напряжения. На машиностроительных заводах печи потребляют около 20% всей энергии, расходуемой предприятием.
На химических заводах и предприятиях цветной металлургии наиболее мощными и энергоемкими потребителями являются электролизные установки, для питания которых применяются в большинстве случаев управляемые преобразователи. Они выполнены в большинстве случаев по трехфазной мостовой схеме и обеспечивают 12-фазный режим выпрямления. Выпускаются также кремниевые выпрямительные агрегаты на 50 кА, 300 и 450 В, а также 63 кА, 850 В. На современных алюминиевых заводах установленная мощность преобразователей превосходит 2000 МВт, а для электролитического получения магния – 100 МВт. Такого же порядка оказывается мощность преобразователей на заводах по получению химических волокон. Преобразователи применяются также для электрохимической обработки металлов в установках для нанесения гальванических покрытий, травления, обезжиривания и т. п. Мощности этих преобразователей, как правило, не превосходят нескольких МВт.
На многих предприятиях широко применяются установки электродуговой и контактной сварки с преобразователями в качестве источников питания. Сварочные выпрямители питаются в основном от сетей 0,38 кВ. Мощность сварочных машин для автоматической сварки однофазным током промышленной частоты достигает 1,5 MBА, для сварки трехфазной дугой – нескольких МВА. В некоторых цехах автомобильных и других машиностроительных предприятий удельный вес сварочной нагрузки может достигать 80% всей нагрузки цеха.
Источниками высших гармоник являются также газоразрядные лампы (ртутные и люминесцентные), которые широко используются в цехах промышленных предприятий [1].
Остро стоит проблема высших гармонических составляющих в электрических сетях горных предприятий [2]. Шахтные электрические сети относятся к сетям особого рода, так как их устройство и условия эксплуатации существенно отличаются от электрических сетей, работающих в нормальных условиях. Основные проблемы: применение тиристорных и других преобразователей, создающих нелинейную нагрузку без учета электромагнитной совместимости с другим электрооборудованием; несоответствие характеристик фильтро-компенсирующих устройств, которые должны применяться для подавления высших гармоник при наличии тиристорных и других преобразователей параметрам высших гармонических составляющих тока и напряжения. Статистика подтверждает, что основные источники пожаров от электрического тока – это кабельные линии, при этом 80% возникновения пожаров приходится на гибкие и бронированные кабели напряжением 380В и выше. При этом частота возникновения пожаров от бронированных кабелей с напряжением выше 6 кВ в 1,5 раза выше по сравнению с кабелями до 1000В. Однако, выводы о воздействии высших гармоник на другое электрооборудование и возможные в связи с этим аварии не подтверждаются статистическими данными, конкретными обобщениями и выводами, что свидетельствует о необходимости проведения исследований гармонических составляющих в электрических сетях. Но стечение определенных обстоятельств, таких как: наличие взрывчатой концентрации газа метана или угольной пыли, температуры и влажности окружающего воздуха, механическое повреждение кабельных линий, в результате чего выделяется энергия спектра высших гармонических составляющих, может привести к взрывам и пожарам.
Анализ характера современной административно-бытовой нагрузки позволяет сделать вывод о том, что в современных жилых домах и административных зданиях практически не осталось приборов и техники, потребляющих из сети чисто синусоидальный ток. Данное обстоятельство дает повод задуматься о вероятных проблемах, связанных с высшими гармониками в электрических сетях таких потребителей. Ведь не смотря на то, что мощность каждого отдельного такого прибора или устройства мала, суммарная мощность искажений большого их количества может негативно сказаться на работе системы электроснабжения. В ходе проведения эксперимента, авторами работы были получены осциллограммы из которых видно, что персональный компьютер, телевизор и компактная люминесцентная лампа выдают в сеть 3; 5; 7 и 9 гармоники токов величина которых составляет от 30 до 95% от тока основной частоты.
Теоретическая сторона изучения проблемы высших гармоник в системах электроснабжения жилых и административных зданий невозможна без использования математического моделирования, которое позволит получить представление о формах и гармонических спектрах кривых токов и напряжений и возможность анализировать их. В литературных источниках данная проблема освещена не слишком широко, что, с учетом перспективного роста однофазной административно-бытовой нагрузки, делает поиск путей ее решения весьма актуальной задачей [3].
Возникающая в сетях низкого напряжения значительная несинусоидальность фазных напряжений, обусловлена существенными токами высших гармоник и большими сопротивлениями нулевой последовательности элементов трехфазных четырехпроводных сетей. Данное явление приводит к тому, что коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Ku составляет 4-5%. На западе при расчетах функционирования электрооборудования
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
