Авторы: Майгрус А.А., Дмитриева Е.Н., Куренный Э.Г., проф., д.т.н.
Источник: материалы к Всеукраинской научно–технической конференции студентов «Электротехника, электроника и микропроцессорная техника».

Сучасний розвиток електроспоживання характеризується збільшенням кількості і потужностей електроприймачів з нелінійним навантаженням, що приводить до спотворення синусоїди напруги і, як наслідок, до додаткових втрат потужності та скорочення строку служби електрообладнання і ізоляції. Метою роботи є оволодіння способами оцінювання осцилограм напруги.

В стандартах (наприклад, ГОСТ 13109–97) нормуються коефіцієнти вищих гармонік, що є коректним для періодичних процесів змінення несинусоїдальної складової напруги. Однак, у діючих мережах процеси є неперіодичними, для яких поняття гармонік не існує, а потрібно використовувати спектральну щільність , де — кутова частота – від 0 до нескінченності. Незважаючи на це, в літературі все–таки часто несинусоїдальність оцінюють по гармонікам, додаючи інтергармоніки.

В роботі, на прикладі несинусоїдальності у мережі 6 кВ, що створюється навантаженням дугової сталеплавильної печі (ДСП), дається порівняння результатів оцінювання несинусоїдальності, отриманих наступними способами: точним – по спектральній щільності; за «гармоніками» — при розкладанні у ряд Фур’є за кожний цикл тривалістю 20 мс, а також за тривалість 0,32 с згідно ГОСТ 13109–97.

Спектральна щільність отрималась за час 0,32 с двома способами: по кореляційній функції (КФ) і з використанням стандартної комп’ютерної програми. Аналіз показав, що апроксимується виразом

де

Відповідна спектральна щільність представлена на рисунку. Якби процес був би періодичним, то щільність являла би собою послідовність імпульсів з нескінченними ординатами і нульовими ширинами. Насправді вона є безперервною функцією, і має два максимума на частотах 256 і 915 (40,7 і 145,6 Гц), які при розкладанні в ряд Фур’є сприймається як інтергармоніки.

Похибки використання рядів Фур’є в порівнянні зі спектральною щільністю оцінювалися по впливу на об’єкти с активною, індуктивною і ємкісною провідностями.

Висновки. Норми ГОСТ 13109–97 є умовними і можуть використовуватися з врахуванням інтергармонік для точок комерційного обліку електроенергії. При оцінюванні впливу несинусоідальності на електроприймачі і мережі потрібно визначити вид несинусоїдальної складової і в залежності від цього використовувати гармоніки – для періодичних і спектральні щільності – для неперіодичних процесів.

Литература

1. Дмитриева Е.Н. Принцип практической уверенности в задачах электроэнергетики. – Электричество, 2008, №8. – с. 15—21.
2. ГОСТ 13109–97. Межгосударственный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. — Введ. в Украине с 01.01.2000.