Міністерство освіти і науки України Націоанальний університет «Львівська політехніка» Звіт До лабораторної роботи №2 На тему : «Вплив вищих гармонік на електрообладнання» Мета лабораторної роботи: аналіз впливу вищих гармонік на різні елементи електричних мереж, можливих методів та способів боротьби з ними, а також внесення пропозицій щодо розробки портативного пристрою для вимірювання показників якості електричної енергії. Теоретичні відомості: Через нелінійність навантажень їх струми містять спектр вищих гармонік, які призводять до небезпечних явищ в електричних мережах і викликають небажані наслідки (рис. 1).
Вищі гармоніки напруги і струму впливають на елементи систем електропостачання та лінії зв'язку. Основними формами впливу вищих гармонік на системи електропостачання є: збільшення струмів і напруг вищих гармонік внаслідок паралельного та послідовного резонансів ; зниження ефективності процесів генерації , передачі , використання електроенергії; старіння ізоляції електрообладнання та скорочення внаслідок цього терміну його служби ; помилкова робота обладнання. Вплив резонансів на системи Резонанси в системах електропостачання зазвичай розглядаються стосовно до конденсаторів, зокрема до силових конденсаторів. При перевищенні гармоніками струму рівнів, гранично допустимих для конденсаторів, останні не погіршують свою роботу, проте через деякий час виходять з ладу. Інший областю, де резонанси можуть призводити до виходу з ладу елементів обладнання, є системи управління навантаженням за допомогою тональних частот. Для того, щоб запобігти поглинання сигналу силовими конденсаторами, їх ланцюга поділяють налаштованим послідовним фільтром (фільтр - " пробка "). У разі місцевого резонансу гармоніки струму в ланцюзі силового конденсатора різко зростають, що призводить до відмови налаштованого конденсатора послідовного фільтра. В одній з установок фільтри, налаштовані на частоту 530 Гц з прохідним струмом 100 А кожен, блокували ланцюг силовий конденсаторної установки, що має 15 секцій по 65 квар. Конденсатори цих фільтрів вийшли з ладу через два дні. Причиною виявилася наявність гармоніки з частотою 350 Гц, в безпосередній близькості до якої були виявлені умови резонансу між налаштованим фільтром і силовими конденсаторами . Вплив гармонік на обертові машини  Вплив вищих гармонік напруги та струму на роботу електрообладнання Гармоніки напруги та струму призводять до додаткових втрат в обмотках статора, в ланцюгах ротора, а також в сталі статора і ротора. Втрати в провідниках статора і ротора через вихрових струмів і поверхневого ефекту при цьому більше, ніж визначаються провідникові . Струми витоку, що викликаються гармоніками в торцевих зонах статора і ротора , призводять до додаткових втрат . У індукційному двигуні з ротором з скошеними пазами і пульсуючими магнітними потоками в статорі і роторі вищі гармоніки викликають додаткові втрати в сталі. Величина цих втрат залежить від кута скосу пазів і характеристик магнітопроводу. Середній розподіл втрат від вищих гармонік характеризується наступними даними: обмотки статора 14 %; ланцюга ротора 41 %; торцеві зони 19 %; асиметричні пульсації 26 %. За винятком втрат на асиметричні пульсації їх розподіл в синхронних машинах приблизно аналогічно. Слід зазначити , що сусідні непарні гармоніки в статорі синхронної машини викликають в роторі гармоніку однакової частоти . Наприклад , 5 - а 7 - а гармоніки в статорі викликають в роторі гармоніки струму 6 -го порядку, що обертаються в різні сторони. Для лінійних систем середня щільність втрат на поверхні ротора пропорційна величині, однак через різного напрямку обертання щільність втрат в деяких точках пропорційна величині ( I5 + I7 ) 2 . Додаткові втрати - одне з найбільш негативних явищ, що викликається гармоніками в обертових машинах. Вони призводять до підвищення загальної температури машини і до місцевих перегрівів, найбільш імовірним в роторі . Двигуни з ротором типу " біляча клітка" допускають більш високі в...