Влияние высших гармоник на конденсаторные батареи

Количество нелинейных нагрузок, являющихся, как известно, источниками ВГ, беспрерывно растёт. Проблема их негативного влияния на электрооборудование постоянно актуальна. Конденсаторные установки особенно чувствительны к ВГ.

Электромагнитные помехи, распространяющиеся в электрической сети, называют кондуктивными [3]. В действующих сетях они носят случайный характер, поэтому необходимы обобщённые модели для их исследования, которые должны быть адекватны случайным процессам, например динамические модели.

В электрических сетях помехи, искажающие синусоиду напряжения, особенно при наличии в них мощных приёмников электроэнергии с резко переменными нагрузками, изменяются случайным образом. Для учёта этого фактора используют понятие процесса изменения во времени действующих значений канонических (высших) гармоник порядка . Объективность оценок таких процессов достигается при использовании моделей объектов, на которые воздействует помеха. Исследуемые показатели относятся при этом не к самой помехе, а к процессам на выходе модели – реакциям объектов на помеху. Такой подход к исследованиям кондуктивных помех является наиболее общим, поскольку в этом случае исключается ограничение на характер помехи. Она может быть периодической, почти периодической случайной, переходной. Эти показатели определяют известными методами из теории вероятностей по исходной системе случайных процессов . Выполнять расчёты по каноническим гармоникам, измеренным анализаторами гармоник, как считают авторы работы , особенно для КБ и изоляции токоведущих частей, недопустимо при оценке ЭМС. Необходимо одновременно регистрировать систему трёх фазных или междуфазных напряжений в течение трёх секунд. Количество измерений должно быть не менее 20…30. Если ансамбль полученных реализаций таков, что корреляционная функция (КФ) окажется близкой периодической, то модель принимается с периодическими реализациями. Чтобы учесть ограниченность частотного диапазона, в модель следует ввести фильтр низких частот (ФНЧ).

Простейшей моделью КУ является ёмкость, однако для исследования влияния гармоник на КУ применение такой модели некорректно. Часто пользуются динамическими моделями [30], основанными на эквивалентной схеме конденсаторной установки, соответствующей физической сущности протекающих в ней процессов (рис.1).

r
L
C
Рисунок 1. – Динамическая модель конденсаторной установки



На рис. 1 r, L – активное сопротивление и индуктивность проводников (ошиновки КУ); , С – активное сопротивление и ёмкость КУ; , … , – активные сопротивления и ёмкости релаксаторов, назначение которых моделировать зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от частоты.

В целях более точного исследования влияния гармоник на КУ, перед r, L необходимо включить последовательную цепочку и Она содержит эквивалентное сопротивление и индуктивность сети. Последние включаю в себя, прежде всего, активное сопротивление и индуктивность линии, которая питает КУ.

Поскольку современные конденсаторы имеют в качестве диэлектрика высокопрочную самовосстанавливающуюся полипропиленовую плёнку, то можно считать, что тангенс угла диэлектрических потерь является неизменным, и не учитывать в модели релаксаторы.

Так как сумма активных сопротивлений сети и проводников КУ на несколько порядков меньше активного сопротивления изоляции конденсаторов, то есть r+ , то амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) модели примет вид:

,

где – коэффициент передачи;

– номинальное полное сопротивление КУ;

; ; .

Модель позволяет оценить влияние несинусоидальности любого характера (случайного, периодического, переходного). Она может быть реализована в программной среде Mathlab, например, с помощью встроенной библиотеки визуального моделирования Simultink.Схема модели может набираться из блоков Series RLC Branch, в свойствах которых имеется возможность задавать параметры элементов модели.

С помощью программы, написанной в среде Mathlab, осуществляется управления моделью. На первом этапе определяют передаточную функцию и АЧХ. Задавая начальные условия и изменяя график помехи, можно выполнять компьютерное моделирование воздействия помехи любого характера на КУ.


8576671724558883.html
8576732143365170.html

8576671724558883.html
8576732143365170.html

8576671724558883.html
8576732143365170.html
    PR.RU™