Влияние гармоник на измерение мощности и энергии

Оборудование потребителей

Телевизоры. Гармоники, увеличивающие пик напряжения, мо­гут вызвать искажения изображения и изменение яркости.

Флюоресцентные и ртутные лампы. Балластные устройства этих ламп иногда содержат конденсаторы, и при определенных условиях может возникнуть резонанс, приводящий к выходу ламп из строя.

Компьютеры. Существуют пределы на допустимые уровни ис­кажений в сетях, питающих компьютеры и системы обработки данных. В некоторых случаях они выражаются в процентах от но­минального напряжения (например, для компьютера Honeywell DEC - 3 %, IBM — 5 %) либо в виде отношения пика напряжения к действующему значению.

Преобразовательное оборудование. Провалы на синусоиде напряжения, возникающие во время коммутации вентилей, могут влиять на синхронизацию другого подобного оборудования или устройств, управление которыми осуществляется в момент пере­хода кривой напряжения нулевого значения.

Оборудование с регулируемой тиристорами частотой вращения. Теоретически гармоники могут влиять на такое оборудование несколькими способами: провалы на синусоиде напряжения вызывают неправильную работу из-за пропусков зажигания тиристоров; гармоники напряжения могут вызвать зажигание не в требуемый момент; резонанс между различными типами оборудования может привести к перенапряжениям и качаниям машин.

Описанные выше воздействия могут ощущаться и другими потребителями, присоединенными к той же сети. Если потреби­тель не испытывает затруднений с тиристорно управляемым обо­рудованием в своих сетях, он вряд ли окажет влияние на других потребителей. Потребители, питающиеся от разных шин, теорети­чески могут влиять друг на друга, однако электрическая удален­ность снижает вероятность такого взаимодействия.

Измерительные приборы калибруются при чисто синусоидаль­ном токе и напряжении, поэтому при их использовании для изме­рения мощности при искаженных токах и напряжениях они могут давать погрешности сверх нормированных.

Значение и направление гармонических искажений (вторич­ной мощности) важны для коммерческих расчетов за электро­энергию, так как знак погрешности определяется направлением вторичной мощности. Исследования показали, что погрешности измерений, вызванной высшими гармониками, варьируется в ши­роких пределах и возможны как положительные, так и отрица­тельные погрешности.

Наиболее распространенным прибором для измерения энергии является индукционный счетчик электромагнитной системы, вра­щающие и тормозящие магнитные потоки которой действуют на ротор счетчика, создавая результирующий момент вращения. В счетчике предусмотрены специальные элементы, создающие вто­ричные потоки и позволяющие увеличить точность измерения и скомпенсировать момент трения регистрирующего механизма. Эти элементы, создающие первичный и вторичный моменты, обычно нелинейны по отношению как к амплитуде, так и к часто­те. Нелинейные элементы включают в себя токовые и напряженческие части, перегрузочные магнитные шунты и частотно-чув­ствительные элементы, такие, как диск, квадратурный и анти­фрикционный контуры.

Восприимчивость счетчика к частотам, находящимся за пределами расчетных параметров, невелика.

Исследования показали, что обычно индукционные счетчики завышают мощность, потребляемую преобразователями, на не­сколько процентов (были отмечены случаи до 6 %) в основном вследствие слабого демпфирования в интервалы отсутствия тока. Такие потребители оказываются автоматически наказанными за внесение искажений в сеть, поэтому в их собственных интересах установка соответствующих средств для подавления гармо­ник. Повышенные показания счетчиков хорошо компенсируют добавочные потери мощности в сети энергосистемы, вызываемые гармониками.

Количественных данных о влиянии гармоник на точность измерения максимума нагрузки нет, однако предположительно оно такое же, как и на точность измерения энергии. Точное изме­рение энергии независимо от формы кривых тока и напряжения обеспечивается электронными счетчиками, имеющими более вы­сокую стоимость.

Гармоники оказывают воздействие и на точность измерения реактивной мощности, которая точно определена лишь для случая синусоидальных токов и напряжений, и на точность измерения коэффициента мощности.

Редко упоминается влияние гармоник на точность поверки и калибровки приборов в лабораториях, хотя эта сторона вопроса также важна.

Дата добавления: 2014-01-13