ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ ЗА СЧЕТ СНИЖЕНИЯ НЕСИНУСОИДАЛЬНОСТИ КРИВОЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Ухудшение качества электроэнергии, спровоцированное ростом количества используемых нелинейных потребителей в последние годы, становится все более серьезной проблемой для распределительных сетей. Главной причиной возникновения этой проблемы является негативное воздействие высших гармоник на синусоидальность напряжения.

Значительные гармонические искажения формы потребляемого тока и напряжения источника питания, вызванное высшими гармониками, снижает эффективность работы промышленного электрооборудования, вычислительной техники, бытовых приборов, что приводит к увеличению потерь электроэнергии, вызывает ускоренное старение изоляции. В связи с важностью данной проблемой, к вопросу компенсации высших гармоник в электрических сетях уделяется значительное внимание.

Существует множество способов для снижения влияния преобразователей электрической энергии на питающую сеть. Но, к сожалению, это все приводит к усложнению их структуры, снижению надежности, увеличению потерь и дополнительных затрат. И все же все существующие методы можно разделить на две группы: снижение воздействия за счет изменения схемы и за счет применения специальных технических средств.

Наиболее перспективным решением данной задачи является использование специальных компенсирующих устройств – активных и пассивных фильтров гармоник.

Активный фильтр — один из видов аналоговых электронных фильтров, в котором используется минимум один активный компонент (к примеру, транзистор или операционный усилитель) для компенсации ВГ тока и напряжения энергосистемы.

АФ классифицируются:

- по типу инвертора: с индуктивным накопителем / с емкостным накопителем

- по числу фаз: однофазный / трехфазный

- по способу подключения: параллельный / последовательный

- по формированию компенсирующего сигнала: частотный / временной

Активный фильтр гармоник в отличие от пассивного узкополосного работает не с одной частотой (гармоникой), а «подстраивается» под гармоники по их порядку (частоте), величине в интервале от 1 до 25 или 50, и имеет совершенно другой принцип работы – он «выплескивает» в сеть токи такой же частоты и амплитуды, но с обратной кривой синусоиды (в противофазе).

В итоге наложения «противотока» активного фильтра на ток гармоники последняя просто исчезает (условно) и чем быстрее срабатывает фильтр, тем чище становится сеть, хотя и выше места подключения, поскольку на промежутке сети фильтр-нагрузка, собственно, и идет «борьба» противотоков с токами гармоник.

Активный фильтр по своей структуре состоит из системы управления и силовой части.

Эффективность работы АФ заключается в том, что он может работать в режиме реального времени и имеет возможность компенсировать сразу несколько высших гармоник, за счет чего имеет улучшенные массогабаритные показатели устройства. Так же за счет параллельного подключения АФ можно увеличивать мощность компенсации до необходимого уровня.

Активные фильтры помогают компенсировать практически полный спектр гармонических составляющих и реактивную мощность, потребляемую из питающей сети электроснабжения, возвращая ее обратно в сеть, лишь тогда, когда это необходимо и предотвращают резонансные явления в питающей сети, помогают сбалансировать несимметрии нагрузки и оказывают влияние на уменьшение фликера.

Список литературы:

1. ГОСТ Р 54149 – 2010 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М.: Стандартинформ, 2012. -20.
2. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М.: Стандартинформ, 2014. – 15 с.
3. Тульский В. Н. Современное состояние и перспективы обеспечения качества электроэнергии в электрических сетях открытой акционерной холдинговой компании «Барки Точик» / В.Н.Тульский, Х.Б.Назиров, Ш.Дж. Джураев, Б.Дж. Иноятов // Вестник МЭИ. – 2018. – №1. – С. 34-40.
4. Добрусин Л. А. Фильтрокомпенсирующие устройства для преобразовательной техники // М.: НТФ «Энергопрогресс», 2003. - 84 с.
5. Долингер С.Ю. Проблемы активной фильтрации кривой тока в четырехпроводной трехфазной сети; С. Ю. Долингер, С. В. Бирюков, Р. К. Романовский; Омский научный вестник. –2012. –№2 (110). с. 215-218.