При энергообеспечении производства, в моменты переключения различных реле или при резких изменениях уровня нагрузки из-за подключения/отключения дополнительного потребителя, в силовых сетях возникают гармоники тока или напряжения, что имеет негативные последствия в виде сбоев в работе определенных устройств, не исключены и аварийные ситуации.

Гармоники в силовых сетях и способы их подавления

Последствия высокой гармонической составляющей в силовых сетях

Отечественные стандарты включают требования к качеству электроэнергии, поступающей к потребителю, в том числе, по допустимой гармонической составляющей. Но каждый электрифицированный объект индивидуален, особенно сейчас, когда даже в квартирах имеются цифровые устройства, требующие для нормальной работы величину токов и напряжений в строгом диапазоне.

На производстве, где задействована электроника, возникающие гармоники, если их не гасить, приведут к следующим потерям:

  • перегреву трансформаторов, кабелей;
  • тепловому срабатыванию защитных устройств;
  • сбоям в логических цифровых схемах;
  • сокращению срока службы оборудования.

Кроме незапланированных ремонтно-восстановительных работ, существует еще один неприятный фактор: увеличение оплаты по счетам за электроэнергию.

Варианты подавления гармоник в силовых сетях

Обычно расчет распределительной силовой сети производят на основании суммы мощностей планируемого к установке оборудования. Если на этом этапе продумать максимальную защиту от прохождения гармоник, создаваемых отдельным устройством, в общую сеть, можно уменьшить энергопотребление системы на единицы-десятки кВА, то есть предусмотреть возможность подключения дополнительных устройств, например, при модернизации.

Гармоники в силовых сетях и способы их подавления

В любом случае с гармониками необходимо бороться. Сейчас, когда без цифровой электроники не обходится ни одно производство, настройка реле на срабатывание при среднеквадратичном значении амплитуды, применение специальной изоляции для трансформаторов, кабелей, двигателей с ШИМ-преобразованием, недостаточная защита.

Более перспективное направление – использование пассивных и активных фильтров гармоник. Пассивный фильтр представляет колебательный контур, настроенный на подавление гармоники, имеющей наибольшую амплитуду. Иногда применяют цепочку контуров, каждый из которых «отвечает» за гармонику определенного порядка.

Активные фильтры гармоник – устройства более сложные, выдающие сигнал в противофазе к той гармонике, которую необходимо нивелировать. С учетом достаточно высокой стоимости активных фильтров и того, что они потребляют электричество, многие разработчики отдают предпочтение комбинациям активных и пассивных фильтров.

Гармоники в силовых сетях и способы их подавления

При формировании распределительной силовой сети нужно изучить документацию на все образцы оборудования, их рабочие режимы, особенно обращая внимание при работе на максимальных нагрузках. Выбор фильтров производят расчетным путем, после монтажа сети измеряют уровень гармоник на соответствие нормативам при работающем оборудовании.