Нормирование гармоник в электрических сетях

Трудности расчета гармоник.

Теоретически, зная характеристики всех элементов системы, можно определить уровень гармоник в любой ее точке. На практике такой подход трудно реализовать из-за невозможности точного описания поведения элементов системы на частотах высших гармоник, недостаточно достовер­ной информации об узловых сопротивле­ниях системы на этих частотах и пробле­мах, связанных со случайным характером и особенностями суммирования гармоник от различных источников.

Национальные стандарты на уровни гармоник.

Ниже описан ряд национальных стан­дартов, иллюстрирующих разницу в подхо­дах к ограничению гармоник, принятых в различных странах. Все рассмотренные стандарты устанавливают нормы на коэф­фициент искажения синусоидальности, многие из них содержат нормы и на отде­льные гармоники напряжения. Последние выражаются в различных видах: процент­ного отношения различных гармоник; пре­делов, покрывающих весь частотный диа­пазон для четных и нечетных гармоник; абсолютных или относительных (и процен­тах) норм для каждой гармоники; комбина­ций перечисленных способов. Нормируе­мые уровни обычно зависят от класса напряжения, иногда они различаются для питающих и распределительных систем.

Необычен подход фирмы «Электрисите де Франс», определяющий общий уровень искажения напряжения в точке общего при­соединения через индивидуальный вклад каждого потребителя в искажение напря­жения в этой точке. Нормы установлены для коэффициента искажения синусоидаль­ности напряжения и для уровней четных и нечетных гармоник, вносимых потреби­телем.

Нормы на гармоники тока устанавлива­ются несколькими стандартами. Они опре­деляют уровни гармоник тока, которые могут генерироваться или потребляться

отдельным потребителем. В стандартах Новой Зеландии (для питающих сетей напряжением 66 кВ и выше) и Великобри­тании они выражены в виде абсолютных значений. В стандарте Финляндии допус­тимые уровни гармоник тока приводятся в виде относительных значений (по отноше­нию к максимальной нагрузке).

Так как основным источником гармони­ческих искажений являются статические преобразователи, стандарты обычно уста­навливают определенную процедуру для оценки допустимости присоединения к конкретной точке сети рассматриваемого типа преобразователя. Эта процедура может быть основана на принципе «пер­вым пришел — первым обслужен», приня­том в Австралии и Великобритании, либо на принципе распределения тем или дру­гим образом между потребителями общего допустимого уровня искажений. Послед­ний принцип используется в Новой Зелан­дии, где распределение осуществляется пропорционально максимальной мощности и с учетом мощности КЗ в узле.

Мощность и тип преобразователя, кото­рый разрешается подключить к сети, опре­деляются либо с помощью таблиц и графи­ков, либо расчетным путем на основании требований стандарта.

Для того чтобы управлять уровнем гар­моник, необходимо производить их измере­ния. Обычно в стандартах не приводятся методики измерения, хотя в рекомендациях G5/3 Великобритании указываются исполь­зуемые средства измерения. Исключение составляет новозеландский стандарт, вклю­чающий детальную процедуру проведения измерений и устанавливающий специфика­цию для средств измерения.

Нормирование показателей, характери­зующих несинусоидальные режимы.

Несинусоидальность напряжения и тока обусловливает дополнительные потери н нагрев, а также ускоренное старение изоля­ции электрооборудования и. кроме того. отрицательно сказывается на функциониро-