47. Резонансные явления в электроустановках зданий.

Одним из малоизученных явлений, влияющих на качество питающего напряжения, в том числе и у конечных электропотребителей, является резонанс токов (параллельный резонанс) в электроустановках зданий. Это опасное явление возникает при наличии и возрастании доли нелинейных электропотребителей и одновременном практически повсеместном использовании установок компенсации реактивной мощности, подключенных к шинам низкого напряжения трансформатора.

Чтобы говорить о явлении резонанса более предметно, необходимо рассмотреть причины его возникновения. Резонанс связан с работой силовых трансформаторов и установок компенсации реактивной мощности. В общем представлении это резонансный контур. В этой схеме имеется цепь с двумя параллельными ветвями: одна – с сопротивлением и индуктивностью (параметры обмоток трансформатора), а другая – с емкостью установки компенсации реактивной мощности. Для этой цепи наступает резонанс, когда x = xL xC = 0, или xL = xC. Угловая частота, при которой наступает резонанс, называется резонансной угловой частотой. Применительно к условиям действующей электроустановки здания можно сказать, что установка компенсации реактивной мощности является в контуре емкостью, а трансформатор – индуктивностью. Таким образом, индуктивность обмоток трансформатора, а также количество включенных конденсаторов на УКРМ и определяют резонансную частоту рассматриваемой цепи. Резонанс, возникающий на шинах трансформатора, приводит к резкому увеличению тока и изменению его гармонического состава в резонансном контуре, кроме того, при резонансе наблюдается ухудшение качества питающего напряжения на шинах низкого напряжения трансформатора. Рассмотрим более подробно последствия, которые могут возникать в электроустановке здания при возникновении резонансных явлений:

А) Ухудшение качества питающего напряжения,т.е. увеличение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, а также коэффициентов n-й гармонической составляющей напряжения.

Б) Влияние резонанса на условия работы силовых трансформаторов. Он приводит к значительному повышению температуры элементов трансформатора.

В) Резонанс и установки компенсации реактивной мощности. Резонансный ток является несинусоидальным и, так же как и в случае с трансформатором, негативно влияет на конденсаторные батареи в УКРМ, вызывая их дополнительный нагрев. Следствием этого являются преждевременный выход из строя УКРМ, перегрев, вспучивание, а иногда и взрывы конденсаторных батарей.

Для ограничения негативных последствий явления резонанса нужно выяснить, насколько необходима постоянная работа установок компенсации реактивной мощности в электроустановке здания.