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

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

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ
ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
А.К. ШИДЛОВСКИЙ
А.Ф. ЖАРКИН
ВЫСШИЕ ГАРМОНИКИ В НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

В монографии получили дальнейшее развитие методы анализа сетей низкого напряжения с нелинейными нагрузками с использованием математических моделей. Разработаны модели электрических сетей зданий с учетом параметров их основных элементов, характерных электропотребителей и фильтров. Предложены методики определения несинусоидальности фазных напряжений в низковольтных электрических сетях. Определены количественные и качественные характеристики влияния параметров нагрузки и сети на значение высших гармоник в электрических сетях зданий. На основе полученных результатов сформулированы требования к элементам сети и разработаны рекомендации по использованию фильтрующих устройств для обеспечения электромагнитной совместимости потребителей низковольтных электрических сетей.
Для научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами качества электроэнергии и электромагнитной совместимости потребителей электрических сетей и систем. Может быть полезной студентам соответствующей специальности.

У монографії одержали подальший розвиток методи аналізу мереж низької напруги з нелінійними навантаженнями з використанням математичних моделей. Розроблено моделі електричних мереж будинків з урахуванням параметрів їх основних елементів, характерних електроспоживачів і фільтрів. Запропоновано методики визначення несинусоiдальності фазних напруг у низьковольтних електричних мережах. Визначено кількісні та якісні характеристики впливу параметрів навантаження і мережі на значення вищих гармонік в електричних мережах будинків. На основі отриманих результатів сформульовано вимоги до елементів мережі і розроблено рекомендації щодо використання фільтруючих пристроїв для забезпечення електромагнітної сумісності споживачів низьковольтних електричних мереж.
Для наукових та інженерно-технічних працівників, які займаються питаннями якості електроенергії та електромагнітної сумісності споживачів електричних мереж і систем. Може бути корисною студентам відповідної спеціальності.

Предисловие

Монография посвящена проблеме электромагнитной совместимости нелинейных потребителей (в первую очередь, с импульсным характером потребляемого тока) низковольтных электрических сетей. В настоящее время в условиях насыщенности электрических сетей зданий и сооружений такими нелинейными электроприемниками, как средства компьютерной техники, решение проблемы высших гармоник в указанных сетях является не просто актуальным, а злободневным. В монографии некоторые теоретические положения и идеи, которые были изложены в ранних публикациях авторов, получили дальнейшее развитие. Это, в первую очередь, относится к разработке новых методов анализа и усовершенствованию моделей сетей низкого напряжения с нелинейными нагрузками путем дополнительного учета параметров основных элементов электрических сетей зданий.
Предлагаемая работа является обобщением серии статей авторов (около 30), опубликованных в период 1990—2004 гг. При этом авторы, проводя исследования процессов в сетях низкого напряжения с нелинейными нагрузками, шли от простого к сложному. Сначала были рассмотрены простые модели, учитывающие параметры отдельных элементов сети и нагрузки. Закончены исследования рассмотрением более совершенных комплексных моделей, учитывающих все основные элементы электрической сети здания от питающего трансформатора до потребителей — источников высших гармоник, что позволило определить параметры несинусоидальности токов и напряжений и оценить электромагнитную совместимость потребителей низковольтных электрических сетей в различных их режимах.
Первая глава монографии посвящена анализу современного состояния исследований проблемы электромагнитной совместимости в сетях низкого напряжения с нелинейными потребителями. Рассмотрены характерные нелинейные потребители, особенности построения низковольтных сетей, примеры отрицательного влияния высших гармоник, а также подходы к оценке электромагнитной совместимости.
Вторая глава монографии посвящена анализу известных моделей нелинейных нагрузок и сетей с нелинейными нагрузками. Сделан вывод, что для проведения соответствующих исследований электрических сетей зданий необходимо усовершенствовать существующие модели путем дополнительного учета параметров основных элементов указанных сетей.

В третьей главе приведены результаты расчетов несинусоидальности токов и напряжений в электрических сетях общественных зданий с помощью разработанной модели. Проведен анализ не синусоидальности напряжении с использованием развернутых схем замещения с источниками токов высших гармоник.
В четвертой главе проанализировано влияние параметров нагрузки и сети на значение высших гармоник в низковольтных сетях. Предложена методика определения несинусоидальности фазных напряжений по известной доле нелинейной нагрузки в различных элементах сети здания.
В пятой главе монографии проведен анализ использования различных средств снижения уровня высших гармоник в сетях низкого напряжения. Более подробно рассмотрены фильтры токов гармоник нулевой последовательности, проанализирована эффективность и сформулированы рекомендации по использованию указанных фильтров в низковольтных электрических сетях.
В шестой главе рассмотрено применение на практике разных способов обеспечения электромагнитной совместимости в сетях низкого напряжения. При этом рассмотрены примеры использования фильтрующих устройств различных модификаций, а также некоторые принципы построения систем электропитания с улучшенной электромагнитной совместимостью.
Авторы выражают искреннюю благодарность В.Ф. Евдокимову и В.Г. Кузнецову, взявшим на себя нелегкий труд по рецензированию работы.

Основные условные обозначения и сокращения
ВТ      — вычислительная техника
ГРЩ   — главный распределительный щит
ИБП   — источник бесперебойного питания
ИВЭП — источник вторичного электропитания
КЛЛ   — контактная люминесцентная лампа
КУ      — корректирующее устройство
КЭ     — качество электроэнергии
Н       — нагрузка
НН     — низкое напряжение
ОТ     — оперативный ток
ПКЭ   — показатель качества электроэнергии
ПП     — полупроводниковый преобразователь
ПУЭ   — правила устройства электроустановок
РЗ и А         — релейная защита и автоматика
РЩ     — распределительный щиток
РЭК    — радиоэлектронный комплекс
СВЭП — система вторичного электропитания
СГЭ    — система гарантированного электропитания
С и ТМ         — связь и телемеханика
СН     — собственные нужды
СФВЧ — специальный фильтр высоких частот
— система электроснабжения
Ф      — фильтр
ФНЧ   — фильтр низких частот
ФТНП — фильтр токов нулевой последовательности
ЭДС   — электродвижущая сила
Э МО  _ электромагнитная обстановка
ЭМП   — электромагнитная помеха
МС     _ электромагнитная совместимость
_        — электронная пускорегулирующая аппаратура
Αвыпр — емкость фильтра и активное сопротивление нагрузки выпрямителя
I __ ток и напряжение нулевой последовательности
Iэк — экономическая плотность тока

к        — коэффициент, учитывающий неидеальность элементов фильтра
K0U — коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности
KU — коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения
KI      — коэффициент искажения синусоидальности кривой тока
КU     — коэффициент n -й гармонической составляющей напряжения
— коэффициент n-й гармонической составляющей тока
n        — номер гармонической составляющей
Ζκ, Ζτ — сопротивления короткого замыкания и нулевой последовательности трансформатора
Ζ0, Ζ, —      сопротивления нулевого и фазного проводов линии
а        —      доля нелинейной нагрузки
Р        —      коэффициент загрузки
∆U     —      потери напряжения
∆U — падение напряжения от тока n-й гармонической составляющей
γ        — доля осветительной нагрузки



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