Страница 7

Компенсация высших гармоник тока и напряжения
Наибольшие искажения происходят при включении третьей, четвертой и пятой ступеней компенсации. Величина гармоники 11-го порядка возрастает почти в три раза.
При определенных условиях эти искажения могут создавать риски нештатной работы оборудования. На КС «Пикалево», в частности, положение осложняется тем, что искажения на частоте гармоник 11-го и 13-го порядков поступают со стороны энергоснабжающей организации по ВЛ 110 кВ.
Активные фильтры отлично справляются с задачей компенсации реактивной мощности индуктивного характера, надежно работая в сетях со значительными гармоническими составляющими напряжения. Например, на самоподъемной плавучей буровой установке «Арктическая» ООО «Газпром флот» (рис 16, 17) активные фильтры эксплуатируются много лет в составе бурового комплекса [5].
Система динамической компенсации рассчитана на компенсацию до 1500 квар реактивной мощности и высших гармоник тока.
На рис. 18 в качестве примера показаны графики изменения cos φ на линии питания привода буровой лебедки. Под нагрузкой эта величина составляет 0,2–0,45.
На рис. 19 показаны графики изменения cos φ в тот же период, но на шинах генераторного напряжения. Эту величину СДК с активными фильтрами поддерживает на уровне 0,8.
Таким образом, активные фильтры успешно компенсируют реактивную мощность как индуктивного, так и емкостного характера, демонстрируя высокое быстродействие и надежность.

Источниками высших гармоник тока на объектах добычи и транспорта газа являются преобразователи частоты, тиристорные регуляторы мощности (в том числе в установках нагрева топливного газа), тиристорные УПП электродвигателей, выпрямители систем постоянного тока и др. Доля нелинейных нагрузок может быть значительна и на некоторых объектах превышает 60 % от потребляемой мощности (например, на Бованенковском НГКМ).
Неизбежно возрастают риски нештатной работы электроустановок, в том числе нарушения синхронизации источников бесперебойного питания, ложные срабатывания реле контроля напряжения и устройств автоматического ввода резерва, отключения преобразователей частоты и др. Наблюдается перегрев трансформаторов, конденсаторных установок, источников бесперебойного питания, выход из строя входных мостов преобразователей частоты и т. п. [4].
Радикальное решение по компенсации высших гармоник тока – подключение активных фильтров на присоединениях с нелинейными нагрузками.

Рис. 10. Автономный режим. В работе электростанция собственных нужд ЭСН-5. Напряжение и ток ЭСН при отключении и повторном включении вдольтрассовой воздушной линии электропередачи (ВЛ)

Рис. 11. Автономный режим. В работе электростанция собственных нужд ЭСН-5. Реактивная мощность ЭСН при отключении и повторном включении вдольтрассовой воздушной линии электропередачи (ВЛ)

Рис. 12. Активные фильтры на компрессорной станции «Кореновская»