Современная структура электропотреб-ления определяется расширяющейся нелиней-ной нагрузкой, характер которой определен алгоритмом функционирования источников вторичного электропитания. По этой при-чине энергоснабжающие организации столкну-лись с серьезной проблемой «заражения» рас-пределительных сетей высшими по отноше-нию к промышленной частоте гармониками. Для снижения высших гармоник в случае неиз-менного нелинейного сопротивления нагрузки возможно применение фильтрокомпенсирую-щих устройств на основе пассивных филь-тров. Выполнено численное моделирование сети с предлагаемой схемой фильтрокомпен-сирующего устройства и произведѐн расчѐт надѐжности, доказывающий, что использова-ние четырѐхлучевого фильтра обеспечивает наработку на отказ, близкую к срокам службы основного сетевого электрооборудования. Предлагаемая топология фильтра состоит из трѐх ветвей с тремя идентичными сопро-тивлениями и одного нейтрального ответв-ления. Данная схема позволяет уменьшить общее количество реактивных элементов, образующих фильтр, и повысить экономиче-скую эффективность, например сетей осве-щения, в сравнении с традиционными схемами. С помощью такой схемы образуется силовой фильтр с двумя резонансными частотами. Одна резонансная частота - для гармоник то-ков, образующих симметричные составляю-щие прямой и обратной последовательности, а вторая резонансная частота - для токов, образующих систему нулевой последователь-ности. Для реализации схемы используются только пассивные элементы. Приведены статические и динамические характеристики питающей сети с предлагаемой схемой фильтрокомпенсирующего устройства по ре-зультатам численного моделирования. Прове-ден сравнительный расчет надежности, под-тверждающий, что применение 4-лучевого фильтра сохраняет уровень наработки на от-каз основных элементов сети. Оценка уровня надежности выполнена по методике учета надежности каждого элемента схемы, участ-вующего в алгоритме преобразования элек-трических величин. Данная методика позволя-ет учесть интенсивность отказов в течение срока службы устройства. В соответствии с методикой расчет производится методом «λ - характеристик», основанным на интен-сивности отказов комплектующих изделий и поправочных коэффициентах, учитывающих реальные условия и режимы эксплуатации.
надежность, фильтро-компенсирующее устройство, нелинейная нагрузка, гармонические составляющие
1. Проблемы обеспечения качества электро-энергии в городских распределительных сетях 0,4 кВ / Н.П. Боярская, Я.А. Кунгс, С.А. Темербаев [и др.] // Ползуновский вестник. - 2012. - № 4. - С. 89-94.
2. Буре А.Б., Мосичева И.А. Компенсация ре-активной мощности и выбор фильтрующих устройств в сетях промышленных предпри-ятий: учеб. пособие. - М.: Изд-во МЭИ, 2004. - 28 с.
3. IEEE transactions on Industry applications. - 2004. - Vol. 40. - № 1.
4. Das J.C. Power System Analysis-Short-circuit. Load Flow and Harmonics. - New York: Mar-cel Dekker, 2002.
5. Arrillaga J., Bradley D.A., Bodger P.S. Power System Harmonics. - New York: Wiley, 1985.
6. Gonzalez D.A., McCall J.C. Design of filters to reduce harmonic distortion in industrial power systems // IEEE Trans. Ind. Applicat. - 1987. -Vol. IA-23. - Р. 504-512.
7. Phipps J.K. A transfer function approach to harmonic filter design // IEEE Ind. Applicat. Mag. - 1997. - Vol. 3. - Р. 68-82.
8. Ludbrook A. Harmonic filters for notch reduc-tion // IEEE Trans. Ind. Applicat. - 1988. - Vol. 24. - Р. 947-954.
9. Электромагнитная совместимость в элек-троэнергетике и электротехнике / А.Ф. Дья-ков [и др.]; под ред. А.Ф. Дьякова. - М.: Энергоатомиздат, 2003. - 168 с.
10. Current Harmonics Cancellation in Three-Phase Four-Wire Systems by Using a Four-Branch Star Filtering Topology // IEEE trans-actions on Рower ELECTRONICS. - 2009. - Vol. 24. - № 8. - Р. 1939-1950.
11. Колмаков В.О., Пантелеев В.И. Четы-рехлучевой фильтр гармоник в распреде-лительной сети // Безопасность регионов - основа устойчивого развития: мат-лы IV Междунар. науч.-практ. конф. (г. Иркутск, 22-26 сент. 2014 г.). - Иркутск: Изд-во Ир-ГУПС, 2014. - С. 154-159.
12. Рекомендации РМ 25 446-87. Изделия при-боростроения. Методика расчета показате-лей безотказности. - М., 2987.
