Високовольтні системи фільтрокомпенсаціі реактивної потужності напругою 3,3-220 кВ
Несинусоїдальні режими, обумовлені протіканням струмів вищих гармонік за елементами системи електропостачання промислового підприємства, викликають додаткові втрати активної потужності і електроенергії. Найбільші втрати мають місце в трансформаторах, двигунах і генераторах.
При наявності вищих гармонік в кривій напруги більш інтенсивно протікає процес старіння ізоляції. Так, наприклад, при несинусоїдальності в 5% через 2 роки експлуатації в 2 рази збільшується tgδ конденсаторів. Прискорене старіння ізоляції спостерігається і в силових кабелях.
За рахунок вищих гармонік струму досить часто однофазні КЗ переходять в двофазні в місці першого пробою внаслідок пропалювання кабелю. Отже, вищі гармоніки в кривій напруги мережі живлення призводять до скорочення терміну служби силових кабелів, підвищення аварійності в кабельних мережах, збільшення числа необхідних ремонтів. Досвід експлуатації показав, що при несинусоїдальності 5-10% сумарні амортизаційні відрахування і вартість поточних ремонтів кабелів зростають на 15-20%.
Якщо силові кабелі використовуються в якості каналів зв'язку між Полукомплект диспетчерського і контрольованого пунктів, то вищі гармоніки струму і напруги погіршують роботу телемеханических пристроїв, викликаючи збої в їхній роботі. Крім того, вищі гармоніки викликають неправдиву роботу пристроїв релейного захисту, в якій використовуються фільтри струмів зворотній послідовності, до 10% збільшують похибка індукційних лічильників електроенергії.
Системи релейного захисту та автоматики (РЗіА) промислових підприємств здійснюють безперервний контроль стану всіх елементів системи електропостачання і реагують на виникнення пошкоджень і ненормальних режимів. Більшість знаходяться в експлуатації пристроїв захисту забезпечують виконання пред'явлених до них вимог лише при синусоїдальної формі кривих струму і напруги. Погіршення показників якості електроенергії, обумовлене зростанням числа електроприймачів, робота яких супроводжується появою негативних факторів, що обурюють, призводить до зростання ймовірності неправильної роботи пристроїв захисту. Розрахунок уставок релейного захисту зазвичай здійснюється стандартним методом без врахування впливу вищих гармонійних складових. Налаштування реле захисту проводиться також подачею синусоїдального струму. Але в ненормальних режимах роботи електричної мережі, що супроводжуються перехідними процесами, виникають значні спотворення синусоидальности напруг і струмів, що, безсумнівно, впливає на роботу пристроїв РЗіА.
Дія вищих гармонік на системи релейного захисту та автоматики полягає в наступному:
- знижується термін експлуатації пристроїв;
- збиваються уставки спрацьовування по струму і напрузі;
- виникають необгрунтовані спрацьовування внаслідок дії окремих гармонік.
Експлуатація систем електропостачання вітчизняних і зарубіжних промислових підприємств показала, що батареї конденсаторів, що працюють при несинусоїдальних режимах, часто виходять з ладу в результаті спучування або вибуху. Причиною руйнування конденсаторів є перевантаження їх струмами вищих гармонік, які обумовлюють виникнення в системі електропостачання резонансного режиму на частоті однієї з гармонік.
Фільтри вищих гармонік
Збільшення використання силових напівпровідникових приладів в промисловості, таких як 6-12-24 імпульсні випрямлячі, пристрої плавного пуску, частотні приводи призвело до
появі гармонійних спотворень в мережі. Спотворення кривої напруги створювані цими приладами призводять до збоїв в роботі обладнання і необхідності застосування фільтрів вищих гармонік. Спотворення кривої напруги, створювані цими приладами, призводять до збоїв в роботі обладнання. В результаті значно знижуються якість і надійність роботи систем автоматики, телемеханіки та зв'язку, значно підвищуються активні втрати у всіх елементах електрообладнання, відбувається прискорене старіння ізоляції електрообладнання, погіршується якість роботи систем сіткового і фазного управління вентилями і т.д. У більшості випадків виявляється неможливим ефективне використання батарей статичних конденсаторів, виникає необхідність застосування фільтрів вищих гармонік.
Типові проблеми, пов'язані зі спотворенням синусоидальности кривої напруги (несинусоїдальний напруги) це: перегрів трансформаторів і кабелів, вихід з ладу конденсаторів в конденсаторних установках.
Силові фільтри вищих гармонік є RC або RLC ланцюжка налаштовані на подавляемую гармоніку, і працюють як поглинач, перетворюючи її в тепло, яке виділяється на індуктивності або ємності. Так як RC ланцюжок важко налаштувати на певну частоту, то вона служить як широкосмуговий фільтр і резистор регулює ширину діапазону придушення вищих гармонік.
Високовольтні фільтрокомпенсуючі пристрої підрозділяються на кілька типів:
- ФКУ - фільтро-компенсуючі пристрої (силові фільтри гармонік) >>>
- БСК - батареї статичних конденсаторів (нерегульовані) >>>
- УБСК - керовані (регульовані) БСК >>>
- СТК - статичні тиристорні компенсатори >>>
