Глава 12. Электромагнитная совместимость технических средств. Стандарты, относящиеся к гармоникам в сетях, преследуют три цели:

Стандарты, относящиеся к гармоникам в сетях, преследуют три цели:

1) снижение искажения синусоидаль­-
ности токов и напряжений до значений,
допустимых для электроэнергетических
систем, их оборудования и устройств
управления. Особенно уязвимыми в этом
отношении являются конденсаторные бата­
реи, системы сигнализации на звуковых
частотах (с помощью токов наложенной
частоты) и устройства, использующие прин-­
цип коммутации в момент перехода напря­-
жения через нуль;

2) обеспечение потребителей электро-­
энергией с уровнем искажения синусои­-
дальности напряжения, допустимым для
электрооборудования и устройств, эксплуа­-
тируемых в их сетях;

3) снижение влияния электроэнергети­-
ческих систем на другие системы, напри­
мер телефонные.

Особенности систем электроснабжения в разных странах, например различие в конфигурации сетей, широта использова­ния систем дистанционного управления нагрузкой, в определенной степени влияют на характер стандарта и численные значе­ния норм.

Требования, содержащиеся в стандар­тах, в значительной степени базируются на опыте работы, определившем предельные уровни гармоник, при которых начинают возникать проблемы, и меры, принимаемые для их решения. В связи с этим стандарты, как правило, основаны на эмпирических данных, они редко базируются на деталь­ном изучении поведения систем при раз­личных уровнях высших гармоник. Это хорошо иллюстрируется рассмотрением ограничений, накладываемых на четные и нечетные гармоники. Опыт показывает, что четные гармоники в сетях имеют меньшие амплитуды, чем нечетные. Уровни гармо­ник, нормированные стандартами, отра­жают эту ситуацию, устанавливая прибли­зительно вдвое меньший уровень для чет­ных гармоник.

Дальнейшие ограничения на детализа­цию требований стандартов накладывали располагаемые средства измерения. Отно­сительно неполные данные, обеспечивае­мые аналоговыми средствами измерения. заставляли ограничивать число контролиру­емых параметров, ограничивая, таким обра­зом, и дальнейшее развитие стандартов.

Исходя из изложенного ясно, что любая попытка сравнивать стандарты должна предприниматься с большой осторожно­стью, так как при разработке каждого стан­дарта принимался во внимание разный набор факторов. Так как каждый стандарт представляет собой компромисс для конк­ретной системы между требованиями под­держивать напряжение в сети близким к синусоидальному и возможностями потре­бителей использовать оборудование, иска­жающее синусоиду, прямое сравнение стандартов не имеет смысла.

Приведенные соображения не имеют целью доказать, что не существует преиму­ществ того или другого подхода к разра­ботке стандарта для конкретной системы электроснабжения или что стандарт не может быть улучшен. Следует понимать, что ни один стандарт, относящийся к содержанию гармоник в системах, не может рассматриваться как неизменный, а должен отражать изменяющееся представ­ление о требованиях системы. По мере того как это представление углубляется в связи с применением новых методов измерения и анализа гармоник, должны меняться и стандарты,

Факторы, обусловливающие способ нормирования гармоник.

При анализе воздействия гармоник на определенную систему электроснабжения с целью установления обоснованных ограни­чений необходимо учитывать следующие факторы:

1) гармонический состав тока и напря-­
жения;

2) общее содержание гармоник, выра­-
жаемое среднеквадратичным их значением

либо коэффициентом искажения синусои­дальности:

(12.16)

где U_n — напряжение i-й гармоники; U₁ — напряжение основной частоты;

3) номинальное напряжение сети, в кото-­
рой проводятся измерения. При необходи­-
мости надо делать различие между питаю­-
щими и распределительными сетями;

4) некоторые характеристики системы,
обусловливающие уровень гармоник. В слу-­
чае отсутствия подробной информации о
сопротивлениях сетей на частотах высших
гармоник эти характеристики выражаются
через уровень тока (мощности) КЗ в точке
общего присоединения;

5) вид лимитируемых величин. Ограни­-
чения могут быть наложены на амплитуд­
ное или действующее значение и отно­-
ситься, в свою очередь, к мгновенному зна-­
чению, уровню, поддерживаемому в тече­-
ние установленного периода времени, или
к числу случаев нахождения измеряемой
величины внутри установленного интер­-
вала;

6) используемый метод измерения и
форму представления данных:

7) типы искажающих нагрузок;

8) возможное воздействие на коммута-­
ции и связанное оборудование, а также
использование псофометрического коэф­-
фициента;

9) применение некоторых специальных
критериев, например, учитывающих воз-­
можности использования дистанционного
управления.

На практике каждый стандарт представ­ляет собой сочетание перечисленных факто­ров с индивидуальной долей каждого из них, определяемой условиями электроснаб­жения.

Стандарты могут устанавливать допус­тимые уровни гармоник в сети или условия присоединения к ней оборудования либо

представлять собой комбинацию обоих подходов. В стандарте Новой Зеландии, например, основное внимание обращено на допустимые уровни гармоник в сети, а тре­бования к источникам гармоник в части их возможного влияния на содержание гар­моник в сети приведены в приложениях. Австралийский стандарт и Инженерные рекомендации Великобритании являются стандартами, определяющими условия при­соединения оборудования к сети в различ­ных ситуациях.

Сами нормы могут быть выражены либо в виде абсолютных значений тока или напряжения гармоник, которые не должны превышаться, либо в виде допустимой добавки искажений, вносимых источником, с 01раниченным рассмотрением общего эффекта. Рекомендации включают в себя оба подхода, так как разрешают присоеди­нение к сети преобразователей определен­ных типов и мощностей независимо от уже существующего в ней уровня гармоник. Для преобразователей с мощностью, более установленной в стандарте, условия присо­единения зависят от существующего в дан­ном узле уровня гармоник.

Требования, предъявляемые к потреби­телям.

Способ выражения требований, предъ­являемых к потребителям, является важ­ным аспектом стандартов.

Применение норм, выраженных в виде абсолютных значений токов, предоставляет равные права всем потребителям незави­симо от их мощности. Однако это может оказаться несправедливым по отношению к крупным потребителям, получающим пита­ние от общей точки в отличие от малых потребителей, так как не учитывается раз­ница в долевом участии потребителей в обшей нагрузке. Если же нормы выража­ются способом, учитывающим долевое участие потребителей, они могут оказаться чрезмерно жесткими для сравнительно маломощных потребителей в случае, если