Стартовая >> Книги >> Разное >> Высшие гармоники в низковольтных электрических сетях

Методология определения параметров схемы замещения сети - Высшие гармоники в низковольтных электрических сетях

Оглавление
Высшие гармоники в низковольтных электрических сетях
Введение
Причины образования высших гармоник в сетях низкого напряжения
Влияние высших гармоник на различные виды электрооборудования
Электромагнитная совместимость
Моделирование нелинейных нагрузок
Моделирование и расчет токов и напряжений сетей НН с нелинейными нагрузками
Модели низковольтных сетей, в которых нелинейные нагрузки задаются источниками токов
Анализ зависимостей высших гармоник тока и напряжения с помощью традиционных моделей
Математическая модель электрической сети здания
Методология определения параметров схемы замещения сети
Расчет несинусоидальности токов и напряжений в сетях общественных зданий
Анализ несинусоидальности напряжений с помощью схем замещения с источниками токов высших гармоник
Метод оценки влияния потерь напряжения в линиях на значение несинусоидальности
Анализ влияния параметров нагрузки и сети
Влияние мощности и схемы соединения обмоток трансформатора
Моделирование и анализ влияния параметров нагрузочных режимов
Анализ несимметрии нелинейных электроприемников
Методика определения коэффициента искажения синусоидальности кривых фазных напряжений
Средства снижения уровня высших гармоник
Синтез схем корректирующих устройств для трехфазных четырехпроводных сетей
Моделирование фильтрации высших гармоник
Анализ эффективности фильтрации с использованием фильтров токов гармоник нулевой последовательности
Применение средств обеспечения электромагнитной совместимости
Построение систем электропитания с улучшенной электромагнитной совместимостью
Организация искусственного нулевого провода
Технические средства защиты от электромагнитных помех в сетях собственных нужд
Заключение
Список литературы

Для получения соответствующих количественных характеристик в целях проведения анализа несинусоидальности токов и напряжений низковольтной сети с несимметричными нелинейными электроприемниками нужно определить параметры схемы замещения конкретной сети НН. В работе [46] рассмотрены методики определения параметров сети и нагрузки для схемы замещения, показанной на рис.3.1. Известно, что на этапе проектирования сети, как правило, не учитывается несимметрия и нелинейность нагрузок. Поэтому расчет параметров схемы замещения проводится, исходя из первоначального предположения, что все элементы сети и нагрузки симметричны и линейны. При этом расчет можно разделить на два этапа.
На первом этапе определяются параметры элементов сети.
Кроме того, исходными являются этажность здания, количество и длина внешних питающих линий (расстояние от ТП до здания); количество и длина стояков, количество помещений и длины линий групповой сети (расстояния от РЩ до электроприемников).
С учетом общепринятых подходов к проектированию предлагается методика определения параметров элементов низковольтной сети.

  1. Определяются параметры внешней питающей сети с учетом известных параметров трансформатора.
    1. Рассчитывается экономическое сечение питающей линии:


где а — количество питающих линий.

    1. Проверяется по допустимой потере напряжения и выбирается сечение фазных и нулевой жил кабельной (нулевого провода воздушной) линии.
    2. Определяются сопротивления питающей линии:


где Xqj, \0; Л^о — погонные сопротивления фазного и нулевого проводов (жил кабеля) питающей линии (Ом/км); l — длина питающей линии.

    1. Находятся продольные сопротивления внешней питающей сети:

  1. Вычисляются параметры внутренней питающей линии (стояка) с учетом доли осветительной нагрузки

    1. Рассчитывается экономическое сечение  где b — количество стояков.
    2. Проверяется по допустимой потере напряжения и выбирается сечение фазных и нулевой жил кабеля и уточняется количество стояков, исходя из этажности, количества и расположения помещений здания.
    1. Определяются сопротивления фазных и нулевой жил кабеля стояка:


где— погонные сопротивления фазных и нулевой жил кабеля стояков (Ом/км); l2 — длина рассматриваемого стояка.

  1. Находятся параметры участков линии групповой сети с учетом традиционного ее выполнения двужильным алюминиевым проводом сечением 2,5 мм2; R0tp = 12,6 Ом /км; X0,rp =0,1 Ом /км:


где t3-4 — длины соответствующих участков групповой сети.
На втором этапе расчета определяются конкретные параметры элементов нагрузки. При этом, кроме уже указанных, исходными являются S(1) = S/3bс ( с — количество этажей здания) — мощность электроприемников, подключенных к одной фазе РЩ групповой сети, а также информация о наполнении помещений здания электроприемниками, очередности и типе их подключения (непосредственно или через розетки), характеристика электроприемников (удельные параметры, единичная мощность, cosφ и т.д.).
Напомним, что нагрузочные блоки HI—Н4 идентичны по своему составу, в который входят три однофазные нагрузки (одна из них показана на рис.3.2), включенные на фазные напряжения сети НН.


Рис. 3.2. Однофазный элемент нагрузочного блока схемы замещения

На рисунке R, L — фазные активное сопротивление и индуктивность линейной составляющей нагрузки; С, Rвыпр — емкость фильтра и активное сопротивление нагрузки однофазного выпрямителя, который рассмотрен в качестве нелинейной составляющей нагрузки. Изменяя параметры соответствующих элементов нагрузки, можно изменять как мощность, так и соотношение линейной и нелинейной составляющих этих нагрузок.
Следует отметить, что все электроприемники жилых и общественных зданий могут быть условно разделены на две большие группы: осветительные и силовые. К силовым электроприемникам в первую очередь относятся электродвигатели и другие электроприемники лифтовых установок, а также электродвигатели вентиляторов и насосов, работающих в системах санитарно-технических и противопожарных устройств зданий. В общественных зданиях в зависимости от выполняемых технологических операций к силовым относятся электроприемники разного вида технологического (механического, электротеплового, холодильного, подъемно-транспортного и др.) оборудования. Большинство механизмов оборудовано асинхронными электродвигателями с короткозамкнутыми роторами без регулирования частоты вращения. Коэффициент мощности в силовых сетях определяется в зависимости от типа и назначения здания, вида подключаемого электрооборудования. В схеме замещения силовая нагрузка будет представляться активно-индуктивным сопротивлением, значение которого определяется значением cosφcил и суммарной мощности силовых электроприемников SСИЛ.
К осветительным электроприемникам относятся собственно лампы и светильники, а также все остальные электроприемники, которые подключаются к групповой сети.

При этом линейной нагрузкой будем считать осветительную нагрузку, а также нагрузку таких электробытовых приборов, как обогреватели, кондиционеры, чайники, печи и т.д. В схеме замещения данные электроприемники будем представлять активно-индуктивными сопротивлениями, значение которых определяется суммарной мощностью соответствующих групп данных электроприемников.  В качестве характерных нелинейных электроприемников рассмотрим персональные компьютеры и принтеры. При этом в схеме замещения данные электроприемники представим в виде однофазных выпрямителей (в соответствии с рис.3.2) с учетом параметров RС-цепи единичного компьютера Ск, R, выпр.к и единичного принтера СВЫП1, R выпр.
Следует отметить, что к одной фазе РЩ групповой сети в общем случае могут подключаться электроприемники всех рассмотренных выше характерных групп. При этом мощность электроприемников каждой из групп определяется как структурой здания и схемой построения электрической сети, так и техническими и финансовыми возможностями пользователей.
С учетом изложенного выше предлагается методика определения параметров элементов нагрузки.
1. Определяются параметры одной из однофазных нагрузок, входящих в состав нагрузочного блока Н4. Предполагается, что в состав указанной однофазной нагрузки входят обогревательные приборы мощностью, а также компьютеров суммарной мощностьюи т2 принтеров суммарной мощностью

  1. Определяются параметры линейной составляющей нагрузки:

  1. Вычисляются параметры нелинейной составляющей нагрузки:

  1. Находятся параметры одной из однофазных нагрузок, входящих в состав нагрузочного блока Н3. Предполагается, что в состав указанной однофазной нагрузки входят обогревательные приборы мощностьюа также n, компьютеров суммарной мощностьюи m, принтеров суммарной мощностью

Таким образом, предложенная методология позволяет определить параметры схемы замещения конкретной сети НН и подключенных к ней электроприемников (в том числе и нелинейных), основываясь на общепринятых нормах и подходах к проектированию подобных электрических сетей. С учетом полученных параметров можно провести расчет искажений несинусоидальности кривых токов и напряжений на любом предусмотренном схемой замещения элементе сети жилого или общественного здания.



 
« Ведение оперативной документации на подстанциях   Защита шин 6-10 кВ »
электрические сети