12) Высшие гармоники в кривых выпрямленных тока и напряжения и способы их уменьшения.

Высшие гармоники напряжения и тока оказывают влияние на элементы систем электроснабжения и линии связи.

Основными формами воздействия высших гармоник на системы электроснабжения являются:

• увеличение токов и напряжений высших гармоник вследствие параллельного и последовательного резонансов;
• снижение эффективности процессов генерации, передачи, использования электроэнергии;
• старение изоляции электрооборудования и сокращение вследствие этого срока его службы;
• ложная работа оборудования.

При использовании трансформаторов в выпрямителях в цепи их вторичных обмоток включают электрические вентили, пропускающие ток только в одном направлении. Характерная особенность этих трансформаторов—неодновре­менная нагрузка отдельных фаз, связанная с поочередным отпиранием вентилей, включенных в соответствующие фазы. Это обстоятельство вызывает неблагоприятные последствия, основные из которых — наличие в кривых первичного I₁ и вторичного I₂ токов значительных высших гармонических и дополнительное подмагничивание сердечника при некоторых схемах выпрямления.

Особенности работы. В рассматриваемых трансформа­торах различают сетевую обмотку, подключаемую к пита­ющей сети, и вентильную обмотку, к которой подключают вентили преобразователя.

Возникновение высших гармонических в кривых токов I₁  и  I₂  происходит  по  следующим  причинам:

1)           вентили, включенные в цепи отдельных фаз вторичной
обмотки, пропускают ток только в течение части периода;

2)           на стороне постоянного тока преобразователя обычно включают сглаживающий дроссель значительной индуктив­ности, при котором токи в обмотках трансформатора имеют форму,  близкую  к  прямоугольной.

В общем случае токи I_1ном и I_2ном имеют разные действующие значения, вследствие чего расчетные мощности первичной S_1ном и вторичной S_2ном обмоток неодинаковы. Поэтому вводится понятие типовой мощности трансформатора вен­тильного  преобразователя

где P_dном=U_dномI_dном — мощность, потребляемая на стороне постоянного тока преобразователя (выходная мощность); I_dном и U_dном — номинальные значения тока и напряжения на стороне постоянного  тока.