Аналіз рівня вищих гармонік у системі електропостачання цукрових заводів

Abstract

У статті розглянуто шляхи підвищення ефективності систем електропостачання цукрових заводів. Наведено основні аспекти аналізу явища спотворення форми кривих напруги та струму. Зазначено, що структурна перебудова енергетики, створення енергетичного ринку, втілення енергозберігаючих технологій сформували нові взаємини між персоналом електростанцій, електричних мереж і споживачами. Встановлений допустимий рівень спотворень у мережі спотворює напругу. Несинусоїдні режими несприятливо позначаються на роботі силового електрообладнання, систем релейного захисту, автоматики та зв’язку. Зниження рівнів вищих гармонік в електричних мережах є частиною загального завдання поліпшення якості електричної енергії і зменшення впливу навантажень, що спотворюють синусоїдну форму кривих струму і напруги. Проаналізовано вплив тиристорних перетворювачів на форму кривої напруги. Дослідження надає можливість визначити допустимі параметри системи електропостачання підприємства, де застосовуються перетворювачі струму та частоти. Результати досліджень тиристорних перетворювачів, що працюють у системі електроприводу, показують високу ефективність цих пристроїв. Водночас тиристорні перетворювачі генерують у систему електропостачання підприємства цілу гаму вищих гармонік, які створюють проблеми для інших споживачів. Тому потужність перетворювачів на підприємстві необхідно обмежувати до оптимальної і визначати її рівнем вищих гармонік, що генеруються тиристорними пристроями. Системам мінімізації рівня вищих гармонік притаманна ієрархічна структура та висока складність. При цьому критерієм оптимальності є мінімум втрат електроенергії, тому запропоновано математичні моделі для аналізу рівня вищих гармонік на цукрових заводах. Проведено дослідження систем електропостачання заводів в Київській області і надано рекомендації щодо зниження рівня несинусоїдності напруги. The article considers ways to increase the efficiency of power supply systems of sugar factories. The main aspects of the analysis of the phenomenon of distortion of the shape of voltage and current curves are given. It was noted that the structural restructuring of energy, the creation of the energy market, the implementation of energysaving technologies have formed new relationships between the staff of power plants, power grids and consumers. The set permissible level of distortion in the network distorts the voltage. Non-sinusoidal modes adversely affect the operation of power electrical equipment, relay protection systems, automation and communication. Reducing the levels of higher harmonics in electrical networks is part of the overall task of improving the quality of electrical energy and reducing the impact of loads that distort the sinusoidal shape of the current and voltage curves. The influence of thyristor converters on the shape of the voltage curve was analyzed. The study provides an opportunity to determine the allowable parameters of the power supply system of the enterprise, where current and frequency converters are used. The results of studies of thyristor converters operating in the electric drive system show the high efficiency of these devices. At the same time, thyristor converters generate a whole range of higher harmonics into the company’s power supply system, which creates problems for other consumers. Therefore, power of the transducers at the enterprise must be limited to optimal level and determined by the level of higher harmonics generated by thyristor devices. Systems for minimizing the level of higher harmonics are characterized by a hierarchical structure and high complexity. The criterion of optimality is the minimum of electricity losses, so mathematical models are proposed for the analysis of the level of higher harmonics in sugar factories. A study of power supply systems of plants in the Kyiv region was provided and recommendations for reducing the level of non-sinusoidal voltage were given.