АНАЛІЗ ПРОБЛЕМ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ В СУЧАСНИХ СИСТЕМАХ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ

Анотація

У даній роботі розглянуто актуальність проблеми забезпечення якості електричної енергії (ЯЕ) в сучасних системах електропостачання (СЕП), що пов’язана зі зростаючою інтеграцією розосередженої генерації (РГ) та широким використанням нелінійних навантажень. Проаналізовано ключові виклики, спричинені спотворенням синусоїдальності напруги та струму вищими гармоніками, а також труднощі в управлінні реактивною потужністю та підтриманні стабільності напруги. Розглянуто комплексний аналіз проблематики гармонічних спотворень та управління реактивною потужністю в СЕП з РГ, а також демонстрація масштабу цих проблем на основі експериментальних досліджень параметрів ЯЕ на реальному промисловому об’єкті. Методика дослідження включає аналіз науково-технічної літератури та нормативних документів, що регламентують показники ЯЕ. Проведено експериментальні вимірювання на комплектній трансформаторній підстанції (КТП) прокатного стану промислового підприємства з використанням спеціалізованого аналізатора ЯЕ. Проаналізовано часові тренди напруги, струму, коефіцієнта потужності, сумарних коефіцієнтів гармонійних спотворень напруги (THDU) та струму (THDI), а також спектральний склад гармонік. За результатами дослідження встановлено, що робота потужного нелінійного навантаження (прокатний стан) призводить до суттєвих спотворень ЯЕ. Зафіксовано значне перевищення нормативних значень THDU (середні значення 12–13 %, пікові – понад 20 %) та THDI (середні значення 45–90 %, пікові – понад 100 %). Наукова новизна полягає в отриманні та аналізі актуальних експериментальних даних щодо рівнів гармонічних спотворень, генерованих сучасним потужним промисловим обладнанням, та їх комплексного впливу на показники ЯЕ в умовах реальної СЕП, що доповнює існуючі теоретичні дослідження та моделі. Практична цінність отриманих результатів полягає в обґрунтуванні обмежень застосування стандартних засобів компенсації реактивної потужності за високих рівнів гармонік та у наданні рекомендацій щодо необхідності використання активних фільтрів або пристроїв статичної генерації реактивної потужності для ефективного покращення ЯЕ на аналогічних промислових об’єктах, що сприятиме підвищенню надійності та енергоефективності їх електропостачання.