Нетиповые и типичные переходные процессы, «наследуемые» Абонентской энергосистемой из распределительной сети. Усиление негативов переходных процессов распределительной сети в энергосистеме объекта.
Если рассматривать негативные изменения основных параметров качества электроэнергии, которыми «делится» со своими Абонентами электросетевая компания, то трансмиссия перенапряжения и бросков тока на грани критических значений происходит из-за:
- нетиповых (условно) переходных процессов - удары молнии, феррорезонанс трансформаторов, короткие замыкания в четырехпроводных системах с заземленной нейтралью, сбои в системах АСУ;
- типичных переходных процессов – коммутация (в том числе при наращивании мощности) конденсаторов, батарей, установок повышения коэффициента мощности среднего напряжения, включение понижающих трансформаторов, эмиссия (в распределительной сети) и/или трансмиссия (из других сетей) гармонических возмущений.
Справка: при включении трансформатора возникают пусковые токи, богатые гармоническими составляющими низшего порядка, причем вторая, третья и четвертая гармоники выделяются значительными амплитудами и могут стать причиной резонансных явлений в силовой сети, как электросетевой компании, так и Абонента. Возмущения могут продолжаться в течение периода продолжительностью до 1 с (в зависимости от мощности трансформатора), но проходят самостоятельно, что отличает этот переходной процесс от гармоник нелинейной нагрузки, которые присутствуют в силовой сети постоянно (пока генерируются нагрузкой) или, по крайней мере, в течение нескольких секунд.
Усиление негативов переходных процессов распределительной сети в энергосистеме объекта
Как бы это не казалось парадоксальным, но и теоретически, и de facto главным ответственным за усиление негативов переходных процессов распределительной сети в энергосистеме объекта остается мощная емкостная нагрузка. Т.е. те же конденсаторы, конденсаторные батареи, установки коррекции коэффициента мощности, используемые для нивелирования перетоков реактивной энергии, из-за резонансных явлений могут увеличивать амплитуду перенапряжений и бросков тока и, одновременно, подвергаются повышенному риску выхода из строя, аварийных отключений, внеплановых ремонтов и т.д. Причем, чем «выше» по силовой сети интегрированы УКРМ, УКРМТ, УКРМФ, УКРМТФ, тем больше эффект усиления негативов переходных процессов, «передаваемых» из распределительной в абонентскую энергосистему. Так, например:
- при централизованной компенсации реактивной мощности (а также групповой в случае подключения группы оборудования промышленного объекта к подстанции энергосетевой компании) при включении (или наращивании мощности) понижающего трансформатора пусковой ток имеет широкий спектр гармонических составляющих и, если система имеет параллельный резонанс вблизи одной из гармонических частот, возникает состояние перенапряжения.
Причем после начального переходного процесса напряжение снова возрастает почти до 150 процентов от номинального значения на протяжении многих циклов и это в основном обусловлено резонансом третьей гармоники в цепи индуктивность (понижающий трансформатор ТП распределительной компании) – емкость (конденсаторная установка централизованной компенсации реактивной мощности в силовой сети объекта).
- при централизованной или групповой (редко индивидуальной) компенсации реактивной мощности амплитуда перенапряжения от коммутации аналогичных устройств в распределительной сети может быть увеличена до критических значений, вызывающих сбой автоматики, аварийную ситуацию, выход из строя конденсаторов, чувствительного электронного оборудования и пр.
Например, если при переключении конденсаторных батарей, установок среднего напряжения всегда существует кратковременный переходный процесс, которому характерно перенапряжение не выше 2,0 Un в первичной распределительной системе, то УКРМ, УКРМТ, УКРМФ, УКРМТФ на стороне нагрузки (в энергосистеме объекта) могут увеличивать напряжение в силовой сети Абонента до интервала от 3,0 до 4,0 от его номинального значения, что по факту является критическим для всех типов потребительского оборудования.
Наиболее популярным сегодня способом ограничения негативов «наследуемого» из распределительной сети переходного процесса является преобразование установок коррекции коэффициента мощности конечного пользователя в пассивные фильтры гармоник. Последовательный контур из индуктивности и конденсаторных батарей коррекции коэффициента мощности снижает переходное напряжение на шине абонента до приемлемого уровня, а заодно решает проблему трансмиссии гармоник из распределительной сети, основные проблемы которой будут рассмотрены в следующем материале цикла.
