пр. Ленина, 69, 404111, г. Волжский
ave. Lenin, 69, 404111, Volzhsky
пр. Ленина, 69, 404111, г. Волжский
ave. Lenin, 69, 404111, Volzhsky
пр. Ленина, 69, 404111, г. Волжский
ave. Lenin, 69, 404111, Volzhsky
Проанализированы эффекты массового внедрения энергосберегающего освещения на допустимый уровень загрузки питающего трансформатора, влияние несинусоидальности напряжения и тока на износ трансформатора. Искажения синусоидальной формы напряжений и токов приводят к возникновению дополнительных потерь мощности в трансформаторе. Они вызывают нагрев изоляции и обмоток трансформатора, увеличенные потери и ускоренный износ. Высшие гармонические составляющие напряжения и тока в сети напряжением 0,4 кВ вызваны наличием различных энергосберегающих ламп освещения с нелинейной вольт-амперной характеристикой, к которым относятся компактные люминесцентные и светодиодные источники света. В результате трансформатор, предназначенный для работы на частоте 50 Гц, испытывает дополнительное неблагоприятное воздействие в виде потерь мощности и ускоренного износа электрической изоляции, что приводит не только к ухудшению его технических и экономических эксплуатационных характеристик, но и к существенному снижению надежности, связанных с влиянием высших гармонических составляющих напряжения и тока на отказ оборудования. Показано, что отсутствие схем коррекции коэффициента мощности маломощных компактных люминесцентных и светодиодных ламп обуславливает рост несинусоидальности напряжения и тока по мере их распространения, что в свою очередь вызывает необходимость корректировки предельной нагрузки трансформаторов для обеспечения их номинального теплового режима. Одним из путей поддержания эксплуатационной надежности в таких условиях является ограничение нагрузки трансформатора в зависимости от уровня высших гармоник в сети, а также прогнозирование остаточного ресурса работающего трансформатора. Измерение значений текущих нагрузки трансформатора и уровней высших гармонических составляющих напряжения и тока позволит не только рассчитывать допустимый по условию износа изоляции коэффициент загрузки трансформатора, но и производить оценку текущего остаточного ресурса трансформаторного оборудования с применением нейросетевой модели.
The effects of mass implementation of energy-saving lighting on the permissible level of loading of the supply transformer were analyzed. The influence of non-sinusoidal voltages and currents on transformer wear was analyzed. Distortions of sinusoidal shape of voltages and currents lead to additional power losses in transformer. They cause heating of the insulation and windings of the transformer, increased losses and accelerated wear and tear. Higher harmonic components of voltage and current in a 0.4 kV network are caused by the presence of various energy-saving lighting lamps with non-linear volt-ampere characteristic, which include compact fluorescent and LED light sources. As a result, the transformer designed to operate at a frequency of 50 Hz experiences an additional adverse effect in the form of power losses and accelerated wear of electrical insulation, which leads not only to the deterioration of its technical and economic performance characteristics, but also to a significant decrease in reliability associated with the influence of higher harmonic components of voltage and current on equipment failure. It is shown that the lack of power factor correction schemes for low-power compact fluorescent and LED lamps causes the growth of nonsinusoidal voltage and current as they spread, which in turn causes the need to adjust the limit load of transformers to ensure their rated thermal mode. One way to maintain operational reliability under such conditions is to limit the transformer load depending on the level of higher harmonics in the network, as well as to predict the residual life of the operating transformer. Measuring the values of current transformer load and current levels of higher harmonic components of voltage and current will allow not only to calculate an acceptable load factor of the transformer (for the condition of insulation wear), but also to estimate the current residual life of transformer equipment using a neural network model.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.