Несинусоїдальність напруги

Електроприймачі з нелінійними вольт-амперної характеристики споживають з мережі Несинусоїдальні струми при підведенні до їх затискачів синусоїдальної напруги. Токи вищих гармонік, проходячи по елементам мережі, створюють падіння напруги в опорах цих елементів і, накладаючись на основну синусоїду напруги, призводять до спотворень форми кривої напруги в вузлах електричної мережі.

Найбільш серйозні порушення якості електроенергії в електричній мережі мають місце при роботі потужних керованих вентильних перетворювачів.

Залежно від схеми випрямлення вентильніперетворювачі генерують в мережу наступні гармоніки струму: при 6-фазній схемі - до 19-го порядку; при 12-фазній схемі - до 25-го порядку включно.

Коефіцієнт спотворення синусоидальности кривої напруги в мережах з електродуговими сталеплавильними і руднотермічекімі печами визначається в основному 2, 3, 4, 5, 7-й гармоніками.

Коефіцієнт спотворення синусоидальности кривої напруги установок дугового і контактного зварювання визначається в основному 5, 7, 11, 13-й гармоніками.

Токи 3-й і 5-й гармонік газорозрядних ламп становлять 10 і 3% від струму 1-й гармоніки. Ці струми збігаються по фазі в відповідних лінійних проводах мережі і, складаючись в нульовому проводі мережі 380/220 В, обумовлюють ток в ньому, майже рівний току в фазному дроті. Рештою гармоніками для газорозрядних ламп можна знехтувати.
Дослідження кривої струму намагнічування трансформаторів, включених в мережу синусоїдальної напруги, показали, що при трехстержневом осерді і з'єднаннях обмоток і в електричній мережі є всі непарні гармоніки.
Якщо на вводи трансформаторів подається несинусоїдальна напруга, виникають додаткові складові вищих гармонік струму.

Вищі гармоніки струму і напруги викликають додаткові втрати активної потужності у всіх елементах системи електропостачання: в лініях електропередачі, транс форматорах, електричних машинах, статичних конденсаторах, так як опору цих елементів залежать від частоти.

У конденсаторах, призначених для компенсації реактивної потужності, навіть невеликі напруги вищих гармонік можуть викликати значні струми гармонік. На підприємствах з великою питомою вагою нелінійних навантажень батареї конденсаторів або відключаються захистом від перевантаження по струму або за короткий термін виходять з ладу через спучування банок.

Вищі гармоніки викликають:

- прискорене старіння ізоляції електричних машин, трансформаторів, кабелів;
- погіршення коефіцієнта потужності ЕП;
- погіршення або порушення роботи пристроїв автоматики, телемеханіки, комп'ютерної техніки та інших пристроїв з елементами електроніки;
- похибки вимірювань індукційних лічильників електроенергії, які призводять до неповного обліку споживаної електроенергії;
- порушення роботи самих вентильних перетворювачів при високому рівні вищих гармонійних складових.