Как и когда нужно устранять гармонические возмущения

Введение

Оценку необходимости устранения гармоник в силовой сети необходимо делать, если есть наличие в инфраструктуре мощной нелинейной нагрузки, характерной для почти всех промышленных и для большинства непромышленных объектов. В силовой сети могут быть гармонические искажения, если на предприятии, в офисном, торговом центре или складском терминале применяются приводы на преобразователях, электродвигатели, сварочные машины, печи, электронные лампы с балластом или выпрямители, и чтобы выяснить есть ли такая проблема – необходима проверка.

Нанимать профильного специалиста или эксперта для этого даже не потребуется, так как достаточно будет поднять документацию по оборудованию, сделать сложение паспортной мощности всех нелинейных нагрузок (в кВАр) и разделить полученное значение на мощность (в кВАр) питающего трансформатора.

При условии, что полученное значение:

• Меньше 0.15, то (довольно таки условно) беспокоиться о гармониках особо не нужно, по крайней мере на данном этапе развития объекта;
• Больше 0.25 (то есть, мощность нагрузки, генерирующей гармоники, превысила 25% мощности трансформатора), это означает, что в силовой сети объекта точно есть проблема с гармоническими возмущениями, что приводит к лишним денежным затратам для оплаты счетов, к высоким рискам остановки технологического и/или производственного процесса, к снижению срока годности оборудования и к нарушениям связей телекоммуникационных;
• Расположено в интервале 0.15 - 0.25, это значит, что стоит именно как проблему рассматривать гармоники, так как вероятность присутствия максимально больших амплитуд гармонических возмущений на определенной частоте слишком высокая, особенно если на объекте применяются модуля, конденсаторные батареи, или установки для увеличения коэффициента мощности.

Данный подход применяется и ко всей силовой сети и к отдельным сегментам, но главное осознавать, что это как минимум просто ориентировочная и превентивная оценка, так как в реальности положение может быть хуже, как и по интергармоникам, отдельным порядкам гармоник, субгармоникам, так и по участкам силовой сети, в особенности со сложной топологией и с автоматизированными сетями.

Помимо этого, если в силовой сети объекта наличествуют нерегулируемые, в особенности автоматические регулируемые конденсаторные установки компенсаций реактивной мощности - расчет на «бумаге» может выдать слишком «терпимые к гармоникам» результаты, что означает необходимость профессиональных исследований состояния сегмента сети.

Внимание! Если происходит замена оборудования на более мощное или новое, расширение инфраструктуры объекта, планирование более жесткого режима работы, модернизация или интеграция конденсаторных установок повышения коэффициента мощности, то есть любые внеплановых и плановые изменения в силовой сети, это все требует анализирование параметров качества, включая гармоники. Это должно правилом, а не исключением! 
Все это будет гарантией отсутствия аварий на объекте, выхода на плановое качество услуг (продукции), проведения производственно-технологического процесса, а также оплаты счетов за конкретно используемую электроэнергию.

Каким образом решить трудности с гармониками

В случае, если есть необходимость корректировки коэффициента мощности, имея в наличии нелинейную нагрузку и/или есть необходимость снижения уровня гармонических искажений, снижения рисков аварийности, решения проблемы качества электроэнергии, уменьшения счетов, либо избежания штрафов, то надежным и самым доступным по стоимости решением — это пассивный фильтр гармоник.

Самый лучший, но при этом дорогой вариант – это активный фильтр гармоник (АФГ). При этом в силовых сетях, в которых есть быстрое изменение нелинейной нагрузки, и в большинстве автоматизированных и автоматических сетях без АФГ не получится обойтись.

Внимание! АФГ и пассивный фильтр гармоник не исключают друг друга, так как:

• АФГ целесообразней (из-за высокой стоимости) подключать максимально близко к нелинейной нагрузке, при этом гармоники от других, не таких критичных нагрузок легко устраняется с помощью пассивных фильтров;
• Если гармоники определенного порядка будут нивелироваться пассивным фильтром гармоник, то получится уменьшить мощность, и соответственно стоимость АФГ;
• Каждый АФГ построен на преобразователе, то есть и сам генерирует гармоники, а сделать «подчистку» за АФГ возможно фильтром пассивным, несмотря на заявления производителей.