Autor: Angelo Baggini und Zbigniew Hanzelka

Quelle: Handbook of Power Quality Herausgegeben von Angelo Baggin, John Wiley & Sons, Ltd

1.0 Auswahl und Bewertung von Transformatoren für ein Sechs-PULSE CONVERTER [10]

Wenn das harmonische Spektrum ist bekannt, oder zumindest mit einer gewissen Zuverlässigkeit gemessen oder vorhergesagt, die zusätzlichen Verluste leicht berechnet werden kann.

Der Prozess der Berechnung sollte durch die folgenden Schritte durchgeführt werden:

1. Bestimmung aller coponents von zusätzlichen Verlusten aufgrund des Vorhandenseins von Harmonischen.
2. Bestimmung des harmonischen Spektrums, entweder durch Messung oder durch Schätzung, unter Berücksichtigung aller harmonischen erzeugenden Geräten, insbesondere des elektronischen Wandler.
3. Berechnung des Beitrags der einzelnen harmonische Komponente und Bestimmung des gesamten zusätzlichen Verluste.

Praktisch, es ist wichtig, um die tatsächlichen harmonischen Stromstärken eher als theoretische Werte zu verwenden.

Tabelle 1 zeigt die berechneten zusätzlichen Verluste, für Oberschwingungsströme bis zur Ordnung 25, für zwei Transformatoren bei normaler Umgebungstemperatur, vorausgesetzt, die in Abbildung dargestellten Stromoberwellenspektrum 1.

Die Ergebnisse zeigen, dass der Transformator Eigenschaften eine wichtige Rolle spielen bei der Bestimmung der Verluste mit Oberschwingungsbelastungen.

Die Transformatoren in diesem Beispiel wurden in leicht unterschiedlichen Temperaturen gemessen (21.5°C für das erste und 22.8° C für die zweite); dies wird nicht die Zuverlässigkeit der Ergebnisse.

1.1 Berechnung der K-Faktor

Tabelle 2 zeigt die Berechnung des K-Faktors für den harmonischen Spektrum von Figur 1 auf einer Einheiten-Basis.

Der erste Schritt ist die Berechnung der r.m.s. Wert der gesamten Strom I, 1.0410 in diesem Fall, wonach die Quadrate der anteiligen Werte jedes Oberwellenstrom berechnet werden, was zu dem Wert von K. Für eine solche Belastung, einen Transformator mit einem K-Wert von 9 angemessen wäre, für einen Sechs-Puls-Wandler.

1.2 Berechnung des Faktor K

Der erste Schritt der Erstellung Faktor K (Tabelle 2) ist, den Wert von E entdecken, das Verhältnis von Wirbelstrom-Verlust insgesamt Leerlaufverluste bei der Grundfrequenz. Der Transformator Hersteller sollte in der Lage sein, dies zu liefern, andernfalls ist es wahrscheinlich in der Spanne zwischen 0.05 zu 0.1. Der Exponent q hängt entscheidend von der Konstruktion des Transformators und sollten auch beim Hersteller erhältlich. Es ist wahrscheinlich, dass sie im Bereich liegen 1.5 zu 1.7. Wie zuvor, Die Berechnungen basieren auf den theoretischen Werten aus Abbildung basiert 1. Praktisch, der Transformator müssten auf herabgestuft werden 84.75 % (1/1.18) der Nennleistung bei der Abgabe eines Sechs-Puls-Wandler.

2.0 DERATING KABEL

Wie in Abschnitt 6.2, die Stromamplitude in der neutralen aufgrund der dritten Harmonischen könnte in Amplitude überschreiten Phasenstrom auf der Grundfrequenz. In diesem Fall wird die neutrale Strom sollte im Hinblick auf die Dimensionierung der Hilfsleiter betrachtet werden. Dieses Beispiel ist mit einem Bürogebäude, wo vier verschiedene Harmonische Spektren verwendet worden sein, um das Kabel Größe auswerten zu installierenden Verwandte.

Das System ist ein Dreiphasen-Schaltung mit einem 32 A Nennlast installiert werden mit einem Vier-Kern-EPR isolierte Kabel verlegt direkt auf die Wand.

2.1 Szenarien

Diese sind wie folgt:

1. Abwesenheit von Oberschwingungen. Aus diesem aktuellen ist es üblich, eine Kupfer-Leiter-Kabel mit einem Einsatz 4 Millimeter² Querschnitt mit einer Kapazität von 35 Ein [5] .
2. Ein Wert von 22 % der Harmonischen dritter Ordnung (Abbildung 2). Aus diesem Spektrum der Nullstrom werde ich_N = 32·0,22·3 = 21,1A, Ich_N <Ich_F, so dass der Wert auf der Basis des Leitungsstroms ausgewählt. Anlegen einer 0.86 Reduktionsfaktor (Tabelle 12), das Äquivalent Laststrom 32/0,86 = 37,2 A. Für diesen Wert der Kabelquerschnitt hasa6mm² Querschnitt mit einer Kapazität von 44 Ein [5].

Für einen Wert von 42 % der Harmonischen dritter Ordnung (Abbildung 3), Ich_N = 32·0,42·3=40.3A, Ich_N >Ich_F, so dass der Wert auf der Basis des Nullstroms ausgewählt. Anlegen einer 0.86 Reduktionsfaktor, die äquivalente Laststrom 40,3 / 0,86 = 46,9 A. Für diesen Wert der Kabelquerschnitt hat eine 10 Millimeter² Querschnitt mit einer Kapazität von 60A [5].

Abbildung C7.4 Stromform und sein Spektrum

3. Dritter Ordnung, harmonische Umgebung, die reich, wie in 4. Der Nullstrom werde ich_n= 32·1.31·3 = 125.76A, Ich_n>Ich_f, so dass der Wert auf der Basis des Nullstroms ausgewählt. Anwenden eines Reduktionsfaktor gleich 1, das Äquivalent Laststrom 125.76/1 = 125,67 Ein. Für diesen Wert der Kabelquerschnitt hat eine 35 Millimeter² Querschnitt mit einer Kapazität von 128 Ein [5].

3.0 HARMONIC Quellort

Im Falle der erheblichen Verzerrungen des Versorgungsnetzes Spannung an der PCC zwischen dem Stromlieferanten und Kunden, die Quelle der Störung lokalisiert werden soll. Dies wird von besonderer Bedeutung bei der Formulierung Verträge für Stromversorgung oder zum Aufladen auf eine Verschlechterung der Qualität der supply.Inmanycasesalsoaquantitative Bestimmung der Lieferant und Kunde(s) Beitrag zur gesamten Spannungsverzerrung am PCC erforderlich.

Die häufigste praktische Methode zum Auffinden harmonischen Quellen am Bestim-mung basiert die Richtung der Wirkleistungsfluss für bestimmte Oberschwingungen, obwohl viele Autoren geben ihre Grenzen und schlagen andere Methoden (Untersuchung der Richtung der Blindleistung Flow und die "kritischen Impedanz ', interharmonischen Injektion, Bestimmung von Spannung und Strom relativen Werte, etc. [34],[35]). In den meisten Fällen sind diese Methoden, abgesehen von ihrer technischen Komplexität, erfordern eine präzise Informationen über Werte für die äquivalente Parameter des analysierten Systems, die schwer zugänglich sind, oder nur als Ergebnis der Messungen erhalten werden kostspielige.

Gemäß der Richtung Wirkleistungsflusses Verfahren, die dominante Quelle eines bestimmten harmonischen (der Ordnung n) kann durch Bestimmung der Richtung dieser harmonischen Wirkleistungsflusses an verschiedenen Punkten des Systems angeordnet werden (Abbildung 5). Ein Nicht-Null-Wert von P_(n) = U_(n)Ich_(n) cos(Φi_Sie(n)-Φi_ich(n))ist die Wirkung der Wechselwirkung von Spannung und Strom mit der gleichen Frequenz. Eine lineare Last mit verzerrten Spannung zieht Wirkleistung für jede Harmonische: P_(n) ≥ 0. Wenn nichtlineare Elemente sind im Kundenseite, die Wirkleistung für someharmonicscan besuppliedtothenetwork: P_(n)<0. Thesignof P_(n) canbedetermined mittels Messung der Phasenwinkel der Spannung und Strom in der gleichen Größenordnung: Φi_Sie(n)und Φi(n)^.

Das Prinzip dieses Verfahrens ist in dem Beispiel eines einphasigen erläuterten Schaltung, gezeigt in Tabelle 4 (die Versorgungsspannungsquelle U_S, Die_S), wo die nicht-linearer Last ist die Thyristorleistungssteller (Tyr 1, TYR2, Widerstand R_ONL, Induktivität L_ONL), wobei die Quelle der Oberwellenströme der Ordnung n = 2k ± 1 = 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, (for k = 1,2,3,…). Es Fälle, unterschieden nach dem Standort der Spannungsverzerrung Quelle, sind für das Leistungsteil befindet diskutiert: (ich) stromaufwärts des PCC, (ii) stromabwärts des PCC, und (iii) Harmonische Quellen auf beiden Seiten des PCC

 

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