ГОСТ Р 51524—2012
На рисунке С.З показаны изменения полного сопротивления Zh и полного сопротивления сети только
для X, и X, в зависимости от частоты, при этом значение Zt показывает усиление при резонансной частоте (, по
сравнению с полным сопротивлением самой сети. Примеры полных сопротивлений сетей и различных вариантов
регулирования приводятся в [14].
Если на определенных частотах гармоник полное сопротивление сети становится высоким и на соответ
ствующих частотах происходит подпитка гармоническими токами, возникают существенные гармонические на
пряжения в соответствии с законом Ома. Таким образом, между индуктивностями и конденсаторами сети возни кает
резонанс. Это приводит к последствиям:
a) опасность перегрузки конденсаторов из-за сверхтоков, протекающих по конденсаторам, особенно на
высоких частотах гармоник;
b
) опасность пробоев на выводах этих конденсаторов из-за значительных гармонических напряжений:
c) нарушение работы аппаратуры с чувствительными электронными элементами и перегрев обмоток двига
теля при высоких гармонических напряжениях на выводах промышленной установки;
d) образование гармонических токов в распределительной сети и в других установках потребителя при
возникновении гармонических напряжений.
Следует принять соответствующие меры по обеспечению снижения излучения источниками гармоническо
го тока либо установить фильтры. Расположение конденсаторов в промышленной сети является, таким образом,
важным фактором возникновения резонансов.
Проблемы резонанса зачастую вызывают необходимость проведения подробного анализа сети электро
снабжения для их разрешения. Эти проблемы не являются систематическими по своему характеру, но при их
возникновении последствия чаще всего означают нанесение вреда оборудованию, не говоря уже об их влиянии на
его ускоренное старение.
В настоящем разделе рассмотрена одна схема компенсации реактивной мощности. Следует обратить
внимание на то. что увеличение числа таких схем в сети повышает опасность возникновения резонанса.
С.1.4 Методы фильтрации
С.1.4.1 Критерии
При применении фильтров в СЭП возникают трудности, сходные с теми, что появляются при применении
фильтров в установках. Сведения, приведенные в С.1.3.2 — С.1.3.4 относительно компенсации реактивной
мощности, применимы к СЭП. лишь исходные критерии являются специфическими.
Фильтры в СЭП следует применять в случав вероятного возникновения чрезмерного уровня искажений
высоковольтного напряжения. Уровень искажений напряжения оценивают в соответствии с В.З и В.4 приложе ния
В. Для каждой конкретной СЭП известны обычные характеристики гармонической эмиссии, т. е. уровни
гармонических токов. Но этих характеристик для расчета фильтра недостаточно.
Как правило, фильтром является оборудование, присоединенное к сети, представляющее собой крайне
низкое полное сопротивление на тех отдельных частотах, которые должны фильтроваться. Фильтр поглощает
гармонические токи этих отдельных частот. Однако не устанавливаются различия между гармоническими тока ми.
идущим от СЭП. где ток проходит через фильтр с низким полным сопротивлением (в отличив от сети с более
высоким полным сопротивлением), и гармоническими токами, возникающими от гармонического напряжения,
существующего в сети, которые определяются суммой гармонического полного сопротивления сети и сопротив
ления фильтра (см. рисунок С.4).
Из указанного выше следует, что расчет фильтра является достаточно сложным процессом, при этом следу
ет учитывать три основных параметра:
1) ток. подлежащий фильтрованию, источником которого является СЭП (ответственность изготовителя
СЭП):
2) существующее гармоническое напряжение (возможно применение уровней ЭМС. но в целом, их приме
нение привело бы к переоценке номинальных характеристик фильтра);
3) полное гармоническое сопротивление в системе (ответственность распределителя энергии предприя
тия пользователя, если это ТВП. и сетевой организации, если это ТОП).
Важно отметить, что знаний значений гармонического напряжения недостаточно, если неизвестно полное
гармоническое сопротивление. Часто для правильной оценки фильтра необходимы предварительные измере
ния напряжений и полного сопротивления. В результате по причинам, указанным в С. 1.3.4, возникает опасность
последовательно-параллельных резонансов.
С.1.4.2 Пассивный фильтр
Наиболее традиционными фильтрами являются пассивные резонансные контуры (поспедовательное со
единение индуктивности и емкости) или демпфированные контуры с присоединением резисторов или более
сложных структур, что увеличивает число полюсов и нулей в полном сопротивлении фильтра.
Фильтр имеет очень низкое полное сопротивление при определенной частоте, которая является кратной
частоте сети. Батарея фильтров с различными параллельно соединенными резонансными контурами обеспечи
вает фильтрацию гармоник с порядками, например. 5. 7.11.13 (см. рисунок С.4). Батарея фильтров может также
74