Анонс: силовые сети объектов разного назначения и жилого сектора в условиях дефицита технических средств подавления гармонических искажений. Как при дефиците специализированных технических средств можно решать проблемы гармоник в силовых сетях.
Для менеджментов производственных предприятий как и крупных непромышленных объектов разного назначения и собственности на момент средины осени текущего года уже не является откровением факт того, что:
- В силовые сети потребителей электроэнергии все в больших масштабах интегрируется нелинейная нагрузка, включая оборудование, устройства с полупроводниковым управлением и это, учитывая безусловные факты не только эмиссии, но и трансмиссии гармонических искажений выводит энергосистемы на грань аварийности.
- Технические решения нивелирования или ослабления негативов гармоник в силовых сетях после санкций ряда зарубежных государств в отношении нашей страны стали недоступными, во всяком случае пока не заработает defacto программа импортозамещения.
- в общий «коллапс» силовых сетей низкого и среднего напряжения все большую «лепту» вносит жилой сектор и мелкие коммерческие структуры. Причем это было, есть и, скорей всего, будет в ближайшей обозримой перспективе.
Справка
ГОСТ IEC 61000-3-2-2021 формализовал классификацию оборудования, генерирующего гармонические возмущения и определил пороговые нормы амплитуд эмиссионных токов для разных гармоник в зависимости от класса для бытовых приборов, компьютеров, телевизоров, холодильников, морозильников, диммеров, электрических инструментов и пр. Вместе с тем сам механизм контроля и регулирования эмиссии гармонических искажений таким оборудованием толком не проработан ни у нас, ни за рубежом, а энергосетевые компании просто физически не способны блокировать трансмиссию гармоник между абонентами.
Т.е. на текущий момент на фоне «всеобщей цифровизации» силовые сети объектов разного назначения и различного вида собственности постепенно, но неуклонно двигаются к коллапсу, а технических решений отечественного производства для нивелирования проблем гармоник пока нет.
Сомнительно, что они будут и в ближайшем будущем, ведь сегодня из-за агрессивного стимулирования IT-отрасли государством defacto получить грант или субсидию на производство отечественных фильтров гармоник просто нереально. Так, в приоритете требований любой финансовой помощи находится разработка программного обеспечения, и именно на эти работы направляется большая доля финансирования. Однако тот же реактор и конденсаторы пассивного, полупроводники/микросхемы контроллера активного фильтров гармоник делает не программа, а оборудование, и не из нулей/единиц, а из реальных материальных компонентов.
Как при дефиците специализированных технических средств можно решать проблемы гармоник в силовых сетях
Изначально первым способом решения проблем, связанных с гармоническими возмущениями, в промышленности было широкое использование настроенных фильтров, в которых для гармоник определенного спектра частот формировался низкий импеданс и, соответственно, гармонические токи уходили в контур фильтра, где затухали, преодолевая внутреннее сопротивление контура. В целом уровень гармоник на выходе из силовой сети объекта несложно контролировать, но у нас это пока не формализовано в соответствующих правовых актах, как, например, пороговое значение коэффициента мощности.
Вместе с тем, при масштабной эмиссии и трансмиссии гармонических возмущений по собственной силовой сети происходят искажения напряжения, тока, частоты, нарушается производственно-технологический процесс, ухудшается качество продукции и поэтому даже без «принуждения сверху» менеджменты объектов в той или иной мере решали проблему гармоник. Но, как правило, только большие предприятия и с руководством, осознающим финансовую и техническую выгоду от фильтрации гармоник даже несмотря на высокую стоимость таких мероприятий.
Ситуация практически не изменилась с появлением на электротехническом рынке активных фильтров гармоник (АФГ), более эффективных, быстрых по реакции и хорошо адаптируемых с системами автоматического или автоматизированного производства. Более того, АФГ из-за их предельно большой стоимости могли себе позволить только очень крупные компании со значительным оборотом, а все другие — просто большие, средние, мелкие и жилой сектор — предпочитают не рассматривать вопрос гармонических искажений вообще.
Как итог, общее повышение аварийности энергосистем, а после блокирования поставок АФГ и трудностей с комплектующими пассивных фильтров гармоник многие начали всерьез задумываться о проблеме и сегодня находятся в постоянном поиске альтернативных методов снижения повышенных уровней гармонических искажений.
В принципе, альтернативы АФГ и пассивным фильтрам есть. Они, безусловно, не настолько эффективные, но, как правило, в большинстве своем менее затратные и, соответственно, финансово подъёмные для многих потребителей. Среди этих альтернатив - реконфигурация сети, увеличение тока короткого замыкания, применение многоимпульсных преобразователей, последовательно соединенные реакторы, балансировка и группировка фазной нагрузки, что будет более детально описано в следующем материале цикла.
