دراسة توافقية تعتمد على IEEE وUK G5/5

يعد إجراء دراسة توافقية لإثبات الامتثال لمعايير المرافق عملية فنية مهمة لربط أنظمة الطاقة الحديثة بالشبكة. مع انتشار الموارد المعتمدة على العاكس والأحمال غير الخطية, تقوم المرافق الآن بتطبيق معايير مثل IEEE بصرامة 519 أو UK G5/5 لضمان جودة الطاقة واستقرار النظام.

يوجد أدناه دليل فني يوضح المنهجية المنهجية لإجراء الدراسة التوافقية, على أساس المعايير الدولية الحالية.

1. المفاهيم التأسيسية والإطار التنظيمي

قبل البدء بالحسابات, من الضروري فهم المعايير الحاكمة والظواهر الفيزيائية المؤثرة.

1.1 فهم التشويه التوافقي

التوافقيات هي جهود أو تيارات جيبية بترددات تمثل مضاعفات صحيحة للتردد الأساسي (على سبيل المثال, 60 هرتز أو 50 هرتز) . يتم إنشاؤها بواسطة الأحمال غير الخطية مثل محركات التردد المتغير, إضاءة LED, والعاكسون. يمكن أن تؤدي هذه التشوهات إلى ارتفاع درجة حرارة المعدات, خسائر المحولات, وسوء تشغيل الحماية .

1.2 المعايير المعمول بها

يعتمد اختيار المعيار على موقعك الجغرافي ومتطلبات المرافق:

  • IEEE الأمراض المنقولة جنسيا 519-2014: تستخدم في المقام الأول في أمريكا الشمالية, يحدد هذا المعيار جودة الطاقة عند نقطة الاقتران المشترك (PCC). فهو يحد من التشوه التوافقي الفردي (إهد) والتشويه التوافقي الكلي (THD) من الجهد والتيار .
  • التوصية الهندسية G5/5: إلزامية في المملكة المتحدة, يتطلب هذا المعيار تقييمًا أكثر صرامة لكل من التزايدي (مساهمة مصنعك) والمجموع (الخلفية + تزايدي) الفولتية التوافقية, غالبًا ما يتم تقييمها حتى التوافقي رقم 100 .

2. الحصول على البيانات ونمذجة النظام

دقة الدراسة التوافقية تعتمد كليا على جودة البيانات المدخلة.

2.1 بيانات المرافق (نقطة الاقتران المشترك)

يجب عليك الحصول على ما يلي من مشغل شبكة التوزيع (قاع) أو فائدة:

  • الخلفية الفولتية التوافقية: يعتمد عادةً على أسبوعين من البيانات المقاسة في PCC لالتقاط اختلافات التشغيل العادية .
  • موضع المعاوقة التوافقية: يصف هذا كيف تختلف مقاومة الشبكة مع التردد. ومن الأهمية بمكان لتحديد الرنين المحتمل. التنسيق المفضل هو المظاريف غير المجمعة لكل ترتيب توافقي .
  • قوة الشبكة: يتم التعبير عنها عادة بنسبة الدائرة القصيرة (SCR) في PCC.

2.2 بيانات المعدات (تصنيع المعدات الأصلية)

الشركة المصنعة للمعدات الأصلية (تصنيع المعدات الأصلية) يجب تقديم نموذج نورتون المكافئ للمصنع (العاكس, حملة, إلخ). هذا النموذج, ضروري لمحاكاة دقيقة, يتكون من جزأين لكل تردد :

  • نورتون المصدر الحالي: مقدار وزاوية الطور للتيار التوافقي الذي يضخه الجهاز.
  • مقاومة نورتون: المعاوقة الداخلية للجهاز, مما يؤثر على كيفية تفاعلها مع أصداء الشبكة.
أساسي (50 هرتز) التوافقيات الموجي المشوه
3طريق 12%
5ال 20%
7ال 10%
11ال 5%
13ال 4%
ثد = 23.1% عامل القمة = 1.38 الذروة = 1.32 يمكن

الرقم 1: مثال التوافقيات (تفاعلية)

شكل موجة مشوه ناتج عن مزيج من الترددات الأساسية والتوافقية (تفاعلية بالكامل).

3. منهجية التحليل التوافقي خطوة بخطوة

بمجرد جمع البيانات, وتتم الدراسة من خلال سلسلة من الخطوات التحليلية باستخدام برامج متخصصة (على سبيل المثال, إيتاب, ديج سايلنت باور فاكتوري).

3.1 تحليل مسح التردد

الخطوة الأولى هي مسح التردد لتحديد ظروف الرنين. يقوم البرنامج بحقن تيار متفاوت التردد ويقيس المعاوقة.

  • هدف: تحديد موازية (مقاومة عالية) وسلسلة (مقاومة منخفضة) نقاط الرنين.
  • مخاطرة: إذا كانت ذروة الرنين تتوافق مع التردد التوافقي المميز (على سبيل المثال, 5ال, 7ال, 11ال), سيتم تضخيم الفولتية التوافقية, مما يؤدي إلى تشويه عالية .
مقاومة |في| (Z) حثي ωL بالسعة 1/ωC صدى (300 هرتز)
و1 = 60 هرتز - أساسي والدقة = 300 هرتز - الترتيب التوافقي الخامس فيقمة ≈ 38 Z - الرنين الموازي س ≈ 8 - عامل الجودة

الرقم 2: الرنين التوافقي عند التوافقي الخامس (مثال)

مقاومة مقابل. مؤامرة التردد تظهر ذروة الرنين الموازي.

استخدام نموذج نورتون للمحطة ومقاومة الشبكة, احسب تشويه الجهد الناتج عن أجهزتك الجديدة فقط.

3.2 حساب الفولتية التوافقية الإضافية

Fالصمولل:فيح=أناح×فيح صيغة: V_{ح} = أنا_{ح} \مرات Z_{ح}

حيث: فيح هو الجهد التوافقي, أناح هو التيار التوافقي, و فيح هي مقاومة الشبكة في الترتيب التوافقي ح.

فحص الامتثال: يجب أن تكون هذه القيمة أقل من "الحدود التزايدية" تم تعيينه بواسطة الأداة المساعدة أو المعيار (على سبيل المثال, المرحلة G5/5 1 حدود) .

3.3 حساب التشوه التوافقي الكلي

يجمع هذا بين المساهمة المتزايدة وتشويه الخلفية الموجود مسبقًا.

  • إجمالي التشوه التوافقي للجهد (ثدف): الجذر يعني التربيع (RMS) لجميع الفولتية التوافقية, يتم التعبير عنها كنسبة مئوية من الجهد الأساسي.
  • فحص الامتثال: يجب أن تظل جهود THDv والجهد التوافقي الفردي أقل من "الحدود الإجمالية" (على سبيل المثال, IEEE 519 حدود جودة الجهد أو مستويات التخطيط G5/5) .
نظام: مستوى الجهد (IEEE 519):
قياس IHD (%في) IEEE 519 حد مستوى التخطيط G5/5
ثدف = - IEEE 519 حد ثد = - حالة: -

الرقم 3: توافقيات الجهد (تفاعلية)

تمثيل الرسم البياني للجهود التوافقية الفردية (VN) كنسبة مئوية من الأساسي .

دراسة توافقية تعتمد على IEEE وUK G5/5

تتطلب G5/5 والمعايير المشابهة التحقق من أن الاتصال الجديد لا يؤثر سلبًا على العملاء المجاورين. يتضمن ذلك محاكاة التأثير في المحطات الفرعية المجاورة أو المواقع الحساسة (المستشفيات, مراكز البيانات) .

النبات - نموذج نورتون (تصنيع المعدات الأصلية) جدوى / شبكة نقطة اقتران مشترك أناₙ(ح) نورتون حالي ضₙ(ح) نورتون مقاومة أناₕ → Vₕ ZG(ح) شبكة مقاومة Vₕ = أناₙ(ح) · ز.ج(ح) · ضₙ(ح) / ( ضₙ(ح) + ZG(ح) ) تم التبسيط عندما Zₙ >> Zg : Vₕ ≈ أناₙ(ح) · ز.ج(ح)

الرقم 4: موضع المعاوقة التوافقية

تم رسم مواقع المعاوقة على مستوى R-X, يوضح كيف تتغير المعاوقة مع التردد [الاقتباس:4].

الخطوة الأخيرة هي تجميع النتائج في تقرير رسمي للمرفق.

4. التحقق من الامتثال وإعداد التقارير

4.1 المقارنة مع الحدود

قم بإنشاء جدول ملخص لمقارنة القيم المحسوبة بالحدود القياسية. لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات 519, وهذا ينطوي على فحص:

  • IEEE 519 جدول 1: حدود تشويه الجهد في PCC.
  • IEEE 519 جدول 2: حدود التشوه الحالية بناءً على I_{SC}/نسبة I_L (تيار الدائرة القصيرة مقابل تيار الدائرة القصيرة. تحميل الحالي) .

4.2 استراتيجيات التخفيف

إذا تم تجاوز الحدود, يجب أن تقترح الدراسة الحلول:

  • المرشحات السلبية: تم ضبطها لتحويل ترددات توافقية محددة.
  • فلاتر متناسق النشطة: حقن التيارات المتعارضة لإلغاء التوافقيات.
  • تعديل المعاوقة: تغيير توصيلات المحولات أو إضافة مفاعلات لتفكيك النظام .

4.3 إرشادات التحقق المكونة من ثلاث خطوات

كما هو موضح في إرشادات IEEE الأخيرة, ويمكن تلخيص الامتثال في عملية من ثلاث خطوات :

1. قياس البيانات عند نقطة الربط (ثم).
2. إجراء تقييم إحصائي على البيانات.
3. قارن النتائج بحدود IEEE الصحيحة.

الوظائف ذات الصلة:

قم بالتمرير إلى الأعلى