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

Синтез схем корректирующих устройств для трехфазных четырехпроводных сетей - 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

Технические средства снижения отрицательного влияния высших гармоник на питающую сеть при подключении однофазных выпрямителей рассмотрены, в частности, в работах [2, 116).
В работе теоретически обоснована возможность существования и синтезирована схема реактивного четырехполюсника, обеспечивающего синусоидальный входной ток указанного выпрямителя. В работе [2] с практической точки зрения рассмотрены различные варианты включения фильтрующих и других вспомогательных устройств в однофазных схемах питания частотно-регулируемых электроприводов. При этом использование сопрягающего устройства в виде разделительного трансформатора позволяет существенно улучшить КЭ, что проявляется в снижении К, и действующего значения потребляемого тока, а также увеличении коэффициента мощности.
Несмотря на эффективность данных устройств, отметим, что они являются индивидуальными средствами снижения уровня высших гармоник и в условиях насыщенности однофазными нелинейными электроприемниками не могут рассматриваться в качестве средства обеспечения ЭМС потребителей сетей НН. Поэтому представляется целесообразной и в настоящее время имеет преимущественное распространение фильтрация высших гармоник путем подключения корректирующих устройств к характерным нагрузочным узлам низковольтной электрической сети. При этом проведенные в предыдущих главах исследования показали, что для эффективного снижения несинусоидальности фазных напряжений указанные устройства должны, в первую очередь, минимизировать напряжение гармоник, кратных трем (нулевой последовательности).
В работе [119] рассмотрен общий подход к синтезу схем симметрирования системы напряжений в трехфазных четырехпроводных сетях. Известно, что несимметрия напряжений по нулевой последовательности однозначно определяется напряжением нулевой последовательности, и при равенстве нулю последнего указанная несимметрия напряжений равно нулю [167]. Включим в электрическую сеть, состоящую из источника электрической энергии и нагрузки (Н) корректирующее устройство (КУ) (рис. 5.1), содержащее реактивные элементы, т.е. элементы без потерь энергии.
При этом геометрическая структура корректирующего устройства характеризуется тем, что КУ подключают к трем фазам питающей сети и к нулевому проводу. Поэтому его можно рассматривать как четырехполюсник с незаданными парными зажимами для присоединения источника электрической энергии и нагрузки, который описывается системой уравнений

где Ljj и Djj (j = 1,2,3) — суммарная индуктивность и обратная емкость всех элементов, входящих в J-й контур;  Dt (1,2,3) — суммарные индуктивность и обратная емкость, входящие одновременно в i-й и j-й контуры (при этом индуктивность должна учитывать взаимоиндуктивную связь i-го и j-го контуров цепи); uA(t), uB(t) и uc(t) — мгновенные значения фазных напряжений;— импульс тока I(l); qk = dik j=dt (k =1, 2, 3).
Ставится задача симметрирования системы напряжений, т.е. требуется, чтобы напряжение нулевой последовательности
(5.2)
Подставив выражения для фазных напряжений из (5.1) в равенство (5.2), имеем


Рис. 5.1. Схема подключения корректирующего устройства
(5.3)

Равенство (5.3) является условием симметрии системы напряжений трехфазной системы по нулевой последовательности, которое определяется параметрами КУ и режимными параметрами


Рис. 5.3. Схемы КУ с электромагнитными связями: а — встречный зигзаг; б — звезда с нулевой обмоткой
С учетом (5.17) и (5.18) уравнение (5.15) для рассматриваемой схемы КУ принимает вид

Из этого уравнения следует, что схема КУ представляет собой схему с электромагнитными связями, в которой потоки самоиндукции и взаимной индукции направлены встречно (например, рис. 5.3,a). Устройство, реализующее эту схему, выполняется на трехстержневом магнитопроводе с полуобмотками, соединенными по схеме встречный зигзаг (коэффициент трансформации равен 1).
При определенных соотношениях между параметрами LM, LB, Lc, L0, MA, Мв, Mc параметрическое симметрирование системы трехфазных напряжений обеспечивает схема, показанная на рис. 5.3b.
Устройство, реализующее эту схему, представляет собой четырехстержневой трансформатор с пространственным магнитопроводом и коэффициентом трансформации между каждой из трех фазных и четвертой нулевой обмотками, равным трем.
Возможен синтез иных схем симметрирования. Однако из всех схем, которые могут использоваться для разработки КУ, наиболее перспективными являются схемы, показанные на рис. 5.3. Это объясняется тем, что при их использовании можно обеспечить наименьшую установленную мощность устройства и требуемое регулирование системы напряжений. Последнее обеспечивается с помощью минимального количества (трех) вольтодобавочных обмоток, включенных последовательно в каждую фазу.
Следует отметить, что принцип действия КУ, осуществляемых по таким схемам, заключается в полном вычитании магнитных потоков, которые вызываются токами нулевой последовательности, протекающими по находящимся в магнитной связи обмоткам. В результате, такие устройства, имея минимально возможное значение сопротивления нулевой последовательности, осуществляют эффективную фильтрацию токов нулевой последовательности в несимметричных режимах работы сетей НН. При этом в рассматриваемом фильтрующем устройстве с электромагнитными связями существует равновесие ампервитков как на основной частоте, так и на частотах высших гармоник, кратных трем. Поэтому, можно предположить, что указанные фильтры в случае подключения к сети нелинейных электроприемников будут наряду со снижением несимметрии напряжений осуществлять успешную фильтрацию токов гармоник, кратных трем.



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