Источник: http://www.rae.ru/snt/pdf/2004/02/Dyachenko.pdf
Низкое качество электрической энергии в электрических сетях вызывает значительное ухудшение технико-экономических показателей основного электросилового оборудования и электроприемников в САЭ. Причем низкое качество напряжения в некотором узле системы определяет ухудшение технико-экономических показателей электроприемников данного узла, а искажения формы тока, увеличение угла его фазового сдвига относительно напряжения, а также ассиметрия трехфазной системы токов вызывают ухудшение технико-экономических показателей источников электрической энергии рассматриваемого узла.
Наиболее мощным источником искажений в установившихся режимах работы САЭ являются полупроводниковые преобразователи, значительную долю которых составляют преобразователи переменного напряжения в постоянное, характеризуемое низким коэффициентом мощности.
В настоящее время известны две большие группы способов улучшения коэффициентов мощности, первая из которых основана на применении приемов искусственного уменьшения уровня искажений. К ним можно отнести:
1. Установка в различных точках САЭ фильтров, которые обеспечивают подавление высших гармонических составляющих напряжения и тока;
2. Утановка различных типов компенсаторов реактивной мощности, способствующих снижению уровня фазовых искажений;
3. Совместное использование устройств первой и второй группы.
Искусственные способы являются эффективными при их использовании для подавления маломощных искажений. Однако при увеличении амплитуды низкочастотных составляющих спектра тока или значительном увеличении угла фазового сдвига между током и напряжением массогабаритные показатели перечисленных устройств значительно возрастают, и их применение становится не целесообразным.
Вторая группа способов улучшения коэффициента мощности в УГП предполагает использование приемов естественного снижения уровня искажений в цепях за счет снижения генерации электромагнитных искажений со стороны источников ЭМИ. Способы улучшения коэффициента мощности этой группы предполагают снижение уровня генерации в сеть реактивной мощности и высших гармонических составляющих тока. Уменьшение генерации в сеть реактивной мощности может достигаться:
– выбором электродвигателей и трансформаторов без запаса мощности;
– исключением режимов работы оборудования, при которых электродвигатели работают на холостом ходу;
– применением синхронных двигателей.
Для уменьшения уровня искажений тока и напряжения предлагается использовать преобразователи с большим числом фаз выпрямления, поочередное управление работой преобразователей, а также применение специальных преобразователей, характеризуемых низким уровнем искажений потребляемого тока и выходного напряжении, использующих в своей основе новые схемотехнические решения.
Таким образом, естественные способы улучшения коэффициента мощности в САЭ обладают значительными преимуществами перед искусственными, поскольку они устраняют первопричину низкого качества электроэнергии – источник электромагнитных искажений. При проектировании перспективных САЭ особое внимание необходимо обращать на создание полупроводниковых преобразователей переменного напряжения в постоянное с малым уровнем искажений тока, потребляемого ими из сети.