Никулин А.Ю.
ПРИМЕНЕНИЕ ПАССИВНЫХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯКОМПЕНСАЦИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК ТОКА В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЛИНИИ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ОБОЕВ *
Аннотация:
в данной статье рассматриваются применение фильтров высших гармоник для повышения качества электроэнергии в системе электроснабжения линии по изготовлению обоев
Ключевые слова:
качество электроэнергии, высшие гармоники, пассивные фильтры, преобразователи частоты, несинусоидальный режим
В настоящее время проблема наличия высших гармоник (ВГ) в системах электроснабжения (СЭС) не вызывает сомнений. ВГ негативно влияют, как на отдельные элементы, так и на всю сеть целиком. Они вызывают дополнительные потери в линиях электропередач (ЛЭП); нагрев проводников; снижают устойчивость нагрузки в узлах; могут вызвать перегрев и разрушение нулевых проводников кабельных линий в результате перегрузки токами ВГ, кратных трем (гармоники, кратные трем, образуют систему нулевой последовательности, в любой момент времени они имеют одинаковые значения и фазы); ускоряют старение изоляции вследствие повышенного нагрева кабеля. Кроме того, они создают дополнительный нагрев электрических машин ,ухудшают условия работы батарей статических конденсаторов (БСК), создают условия для ложных срабатываний устройств релейной защиты и автоматики (РЗиА), создают высокочастотные помехи в сетях телекоммуникаций, вызывают повреждение чувствительного электронного оборудования и снижают точность систем учета электрической энергии. Этим проблемам посвящено достаточно большое количество работ, например] 1–4]. В работе [4] авторы выполнили расчет потерь мощности в кабельной ЛЭП при наличии ВГ в сети. Анализируя эту работу можно сделать вывод, что потери мощности при наличии ВГ в сети значительные, и имеет смысл их минимизировать, применяя фильтры ВГ. Силовые электронные устройства: различные приводы (частотно-регулируемые приводы переменного тока, приводы постоянного тока, приводы с ШИМ и другие), выбрасывают в сеть высокий уровень ВГ. Настоящая работа, предлагаемая вниманию читателей, посвящена проблеме компенсации ВГ в системе питания линии по изготовлению обоев. Данная линия содержит шесть секций с трафаретами и систему размотки бумаги. Валы с трафаретами и в системе размотки бумаги, приводятся в движение двигателями 15 кВт запитанными через преобразователь частоты. Работа линии равномерна на всем периоде работы. Моделирование работы такой линии было выполнено в программном комплексе MATLAB с помощью приложения Simulink. Имитационная модель рисунка 1 показана на рис. 2. Осциллограмма тока в фазе А, фиксируются осциллографом Scope, (рис. 3). Глядя на осциллограммe, видно, что ток, протекающий в линии, очень далек от синусоидального. Поэтому, для улучшения технико-экономических показателей (например ,для уменьшения потерь мощности и энергии) необходимо установить параллельно нелинейной нагрузке фильтры гармоник. Который состоит из дросселя с индуктивностью L, батареи статических конденсаторов с емкостью C. Активное сопротивление R моделирует активные потери в фильтрах, примем равным 0,01 Ом. Силовые фильтры ВГ в самом простейшем случае представляют собой RLC цепочки. Они настраиваются на подавляемую гармонику в резонанс и работают как поглотитель, превращают гармоники в тепло, которое выделяется на индуктивности или емкости. Максимальное влияние на качество электроэнергии, для данного типа нагрузки, оказывает 5 и 7 гармоники, поэтому фильтры ВГ рассчитаем для них. Для расчета параметров фильтра (индуктивности и емкости) использовалась методика, приведенная в [5]. Однако, в этой методике не оговорена связь между реактивной мощностью батареи конденсаторов и её емкостью. Она может быть выражена следующим образом (пример расчета приведен для 5 гармоники, для 7 гармоники расчет аналогичный): Мощность БК в одной фазе: 5 (5) 1.3 7.757 Q U I к ф квар где Uф – фазное напряжение сети, В; I(5) – амплитудное значение тока 5 гармоники. 2. Определим емкость БК на 5 гармонике
Номер журнала Вестник науки №6 (15) том 4
Ссылка для цитирования:
Никулин А.Ю. ПРИМЕНЕНИЕ ПАССИВНЫХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯКОМПЕНСАЦИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК ТОКА В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЛИНИИ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ОБОЕВ // Вестник науки №6 (15) том 4. С. 376 - 380. 2019 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/1843 (дата обращения: 24.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2019. 16+