Проблемы качества электроэнергии в распределительных сетях современных предприятий

В параметрах характера, мощности и временного фактора (периода эксплуатации) подключаемых нагрузок распределительные сети современных предприятий предельно далеки от характеристик энергетической среды, поддерживающей, а не снижающей качество подаваемой из магистральных сетей электроэнергии.

И дело здесь не только и не столько в индуктивных и/или емкостных нагрузках, нивелирующих синфазность тока и напряжения, что обуславливает перетоки реактивной мощности с емким пакетом технических и экономических проблем – этот негатив в той или иной мере устраняется подбором и установкой устройств компенсации реактивной мощности КРМ, УКРМ  после проведения энергетического аудита распределительной сети.

Первенство за сложно контролируемое снижение качества электроэнергии, как в отношении локальных распределительных сетей предприятий, так и в контексте негативного влияния на «внешние» магистральные линии следует отдать нелинейным нагрузкам, число и мощность которых сегодня лавинообразно растет в потребительских сетях.

Причем большую долю ответственности за снижение качества электроэнергии сегодня несут не типовые нелинейные нагрузки (вентильные преобразователи, дуговые печи, сварочные установки и т.д.), достаточно мощные, но контролируемые энергетическими подразделениями предприятий с устранением негативов их влияния на локальную/магистральную сеть с помощью тех же КРМ и УКРМ с эффективными фильтрами гармоник, а сегменты сетей и даже целые сети телекоммуникационного, компьютерного, периферийного и т.д. оборудования, без которого на текущий момент не обходится ни одно современное предприятие от завода, логистического склада/терминала до торгового/развлекательного центра.

Именно это оборудование с импульсными источниками питания оттягивает с сетей суммарно значительную мощность, засоряет свой сегмент сети, локальную распределительную сеть предприятия и магистральные линии поставщиков электроэнергии в целом гармоническими токами, искажающими синусоиды тока и напряжения до форм и значений, не совместимых с работой других нагрузок, а фильтры типовых КРМ на понижающих подстанциях, РУ (распределительных установках), КРУ (комплектных распределительных установках), КТП (комплектных трансформаторных подстанциях), КПП (комплектных преобразовательных подстанциях) далеко не всегда могут вывести предельные значения нелинейных искажений тока THDI и напряжения THDU на уровень норм, регламентированных IEEE Std 519-1992 и IEC/EN61000-3-2.

Таблица 1. Предельно допустимые значения нелинейных искажений по току THDI согласно IEEE Std 519-1992

Примечание: Здесь предельные значения искажений по току в % I_п. макс. приведены для первой гармоники (50 Гц) в первом столбце, а h - предельные значения искажений по току в % I_п. макс. для нечетного порядка гармоник.

Таблица 2. Предельно допустимые значения нелинейных искажений по напряжению THDU согласно IEEE Std 519-1992

Основные проблемы наращивания мощности нелинейных нагрузок в распределительных сетях предприятий.

Современное промышленное и торговое оборудование, как правило, комплектуется управляющим электронным блоком с импульсным источником питания, деятельность предприятия регулируется подразделением с компьютерной и периферийной техникой, безопасность имущества и людей обеспечивается электронными системами и т.д. и т.п. – т.е. наращивание мощности нелинейных нагрузок в распределительных сетях предприятий происходит постоянно, причем равномерное распределение этой мощности по фазам при использовании трехфазной сети, хотя и устраняет некоторые проблемы перекоса фаз, но не нивелирует риски перегрузки нейтрального провода, традиционно для наших сетей имеющего меньшее сечение (в 1,5-2 раза меньше фазного кабеля), но не оборудованного предохранителем из-за рисков последствий сильного перекоса фаз при отключении нейтрали.