Хармоника филтера дизајн за ублажавање Два Ресонант бодова у дистрибутивној мрежи

1. Увод

Већи немир у хармоника дисторзија произилази из инсталације и примене високо нелинеарна моћи електронских уређаја, као ВСД (погоне промјењиве брзине) за контролу снаге апарата у индустрији [1].

Када се испоручује од напона 50 Хз, нелинеарна оптерећења привлачи хармоника струја које продиру мреже изазивају Вавеформ дисторзије [2]. Индуктивна оптерећења апсорбује реактивну снагу. Инсталирање паралелних кондензатори ће побољшати фактор снаге, јер они пружају реактивне снаге [3]. Бус напони смањи услед повећања потражње оптерећења. То је уобичајено да се стратешки место кондензатора да помогне подизању напона профил Назад на номиналној вредности [4]. Кондензатори се користе за повећање магистрале напон и побољшати фактор снаге може имати штетне последице на мрежи када су присутне у систему хармоници јер могу изазвати хармоничну резонанцу да се догоди.

Паралелно резонанца се јавља када магнитуда капацитивни и индуктивна реактанса су једнаки. Ако паралелно резонантна пик је усклађен са учесталошћу карактеристичном хармоника убризгавају нелинеарних оптерећења, високи напон и струја може да тече што може довести до оштећења на опрему у мрежи. ИЕЕЕ Стд. 519-1992 је створен да помогне корисник задржати те напон и струја поремећаје у прихватљивом нивоу у ПЦЦ (тачки простог повезивања).

Ескалацијом нивои дисторзије у дистрибутивним системима најбоље се може обухваћен уградњом филтера хармоника на стратешким местима [5]. Најчешће користе хармонијски филтери су филтера Хигх-Пасс и сингл подешени филтера. Рефс. [6-8] дискутују како напона и струје поремећаји доводе до прихватљивих нивоа у складу са ИЕЕЕ Стд. 519-1992 коришћење пасивних филтера.

Док су сви ови случајеви истражи ситуацију у којој постоји један паралелни резонантна поен проузрокована кондензатор, ниједан од њих се односи на случај када постоје две шант кондензатори налазе у мрежи узрокују два паралелна резонантне тачке да се догоди. Из тог разлога, је сматра неопходним да се створи мрежа користећи симулациони софтвер који може да спроведе хармоника студије и могу оценити када паралелна резонанца се јавља ако су кондензатори инсталирани за корекцију фактора снаге и регулације напона аутобус, а затим доћи до најбољег решења да се смање поремећаје изазване резонанца користи хармонијски филтери. Решења морају осигурати да систем у оквиру ИЕЕЕ Стд.519-1992 напонских и струјних ограничења.

2. Истраживање Изјава

Циљ овог истраживања је да се испита сценарио где су две тачке резонантне дешавају у систему проузроковане кондензаторе снаге. Аутобус напон је намерно спуштена испод НРС 048-2:2004 напон лимит 6% тако да шант кондензатор је додао да се побољша лимит напона номиналној вредности, заједно са фактора снаге кондензатор прикључен на потрошачке аутобус изазива одјек у систему [9]. Додатни циљ је да се дизајн Сингле-подешени и хигх-пасс хармонијски филтери за смањење хармоника изазвана паралелни резонанце због вишеструких резонантних тачака. Напона и струје поремећаји не сме прећи ИЕЕЕ Стд. 519-1992 Ограничења на ППЦ.

3. Методологија

Мрежа је симулирана у ДИгСИЛЕНТ 14 Фацтори Повер Софтваре. Хармонијске студије су прво спроведено без капацитора и затим са кондензаторима присутним у мрежи. Високе филтери Пасс и сингле-тунед Филтери су инсталирани на два различита места у мрежи. Током сваке од различитих сценарија, систем провери да утврди у којој карактеристика реда хармоника резонанца дошло. Напона и струје дисторзија на ПЦЦ су такође приметио да видимо да ли је пала у ИЕЕЕ Стд. 519-1992.

4. Теоретска позадина

4.1 Сабирница Волтаге Регулатион

Аутобуске напони су смањени испод НРС 048-2:2004 лимит напона као што је приказано у Табели 1 [9].

Табела 1 НРС 048-2 напонских граница.

4.2 Хармоника филтер десигн

(1) Димензије кондензатора

Величина кондензатора за филтере треба да буде одређен реактивне снаге потребне за повећање фактор снаге сабирнички. Следећа једначина се користи да опише однос између активне и реактивне енергије приликом одлучивања вредност капацитивности:

Пц је укупна капацитивни реактивна снага. ПФ1 је фактор снаге пред кондензатор се додаје ПФ2 је фактор снаге након кондензатор се дода. П се стварна моћ повер.Реал се обрачунава:

*

где: У = Фазни напон, Ја = Фаза струја; П = Стварна моћ и П = Реактивна снага.

(2) Сингле-тунед филтера

Овај тип филтера се састоји од кондензатора у серију са реактору. Сингле-тунед филтера је добро за хватање специфичног Хармониц. Она даје део или целу реактивну снагу потребну за корекцију фактора снаге [6].

(3) Хигх-пасс филтер

Филтер се састоји од кондензатора у серији са комбинацијом отпорника и реактор. Хигх Пасс Филтер је један кроз који пролазе вишим фреквенцијама [10].

(4) Дизајн филтер једначина формулама доле наведене могу се користити за дизајн филтер високог пролаза и једну-тунед филтер. Капацитивна реактанса (Кс_Ц):

Индуктивна реактанса (КсL): Кс

Карактеристика реактанса (Ксн):

Реактивна снага филтера (ПФ):

Сингле-тунед отпорник (РС):

Хигх-пасс отпорник (РХ):

где: хн = Тунинг налог; П = Куалити Фацтор.

(5) Куалити-фактор

The П-фактор (Куалити Фацтор) се одређује вредности филтера отпорника и одређује оштрину учесталости на коју се подешен [11]. The П-фактор једног-подешени филтера је нормално између 30 и 100 [10]. Хармонијски филтери са ниским П-фактора попут филтера хигх-пасс имају К-фактор између 0.5 и 5 [10].

(6) Избор филтера тунинг како

Филтери су подешени 3%-15% испод хармоника поретка који се филтрира [12].

4.3 Калкулације за Хармониц Дистортион Лимитс

Индивидуална хармоника напона изобличења (ХД_У):

Тотал Хармониц Дистортион напон (ТХД_У):

Индивидуална хармонијско изобличење струје (ХДЈа):

Укупна тражња Дистортион (ТДДЈа):

где:

Јах = Хармоника струја магнитуда;

ЈаL = Основна компонента максимална потражња оптерећење;

Ја1 = Струја у фундаменталне фреквенције (Ф1 = 50 ХЗ).

СЦР (Однос кратког споја):

где: ЈаСЦ = Струја кратког споја на ПЦЦ.

4.4 ИЕЕЕ Стд. 519-1992 Ограничења

Стандард препоручује ограничења хармоничног дисторзија мерено на тачки простог повезивања [13]. Већина Износ хармонијско изобличење струје потрошач може да убризга у комуналну мрежу је предвиђено ограничење у табели 2 [14, 15]. Само податке потребне да се испита дисторзије ограничења на ПЦЦ су приказани у табелама 2 и 3.

Табела 2 ИЕЕЕ СТД 519-1992 Текући лимити дистортион.

Снабдевање чисте неизобличеног напона до потрошача је одговорност корисности [14]. Купци могу бити криви за дисторзију напона само ако не испуњавају хармоника тренутне границе [14]. Хармоника напонских граница приказани су у табели 3 [15].

Табела 3 ИЕЕЕ СТД 519-1992 дистортион напон ограничења.

5. У једној реченици Дијаграм

Мрежа истраживао је настао по узору на ДИгСИЛЕНТ 14 Фацтори Повер Софтваре. Мрежа се састоји од три оптерећења; један је нелинеарна (ССД) са хармонијској спектром приказана у Табели 4.

Табела 4 Хармоника спектар оптерећења 3.

БУС 3 је ПЦЦ и параметре мреже су дат је на слици. 1.

6. Симулатион Случајеви

Студија случаја 1

Мрежа на сл. 1 је по узору, симулирано и ЗПК је примећено. Фактор снаге купаца и напон на сваком аутобусу је такође забележила.

Студија случаја 2

Кондензатор са вредношћу 8.6 МВАр је повезан на аутобуским 2 повећати аутобуске напоне аутобуса 2 и БУС 5 и повећање фактора снаге система из 0.92 до 0.99. Други кондензатор (0.9 Мвар) је повезан паралелно са оптерећењем 3 да повећа фактор снаге из 0.88 до 0.97.

Студија случаја 3

Сингле-тунед филтер је дизајниран коришћењем кондензатор на аутобуским 2. Филтер је подешен 5% испод 5. реда хармоника тј. 4.75ог. Основна идеја је била да се избегне хармоника него смањити специфичан. Кондензатор у БУС 5 је још увек повезан.

Студија случаја 4

Сингле-тунед филтера је уклоњен у студији случаја 3 и замени са 4.75тх хармонијској хигх-пасс филтер. Овај филтер је такође дизајниран да избегне хармоника.

Студија случаја 5

Филтер на аутобуским 2 у студији случаја 4 је замењен са 8.6 МВАр кондензатор и 4.75тх хармоника једним тунед филтер је дизајниран од корекција фактора снаге кондензатора на аутобуским 5.

Студија случаја 6

Сингле-тунед филтера из студије случаја 5 је замењена 4.75тх хармонијској хигх-пасс филтер.

Однос кратког споја нађена да буде у < 20 категорија за све случајеве. Резултати су забележени на ПЦЦ.

7. Резултати

Кондензатори изазвала два резонанце у близини 5. и 11..

Слика 2. Импеданса скенирање Студија случаја 2 изведена на ПЦЦ

Остали хармоника тј. 7ог, 13ог, 17Тх и 19. пала у ИЕЕЕ Стд. 519 Границе. На Фиг. 2, тај проценат дисторзије (ХДУ) изазвана 5. и 11тх хармонијске струје могу се видети. Смоква. 3 приказује укупне дисторзије потражње (ТДДЈа) у ПЦЦ.

Слика 3. Поређење 5. и 11. (ХДВ) Резултати студије случаја 1-6

Укупна дисторзија напон (ТХДУ) рачуна од напоне у ПЦЦ је приказан на слици. 4.

Слика 4 приказује укупне дисторзије потражње (ТДДИ) у ПЦЦ.

Слика 4. Поређење ТДДи резултата студије случаја 1-6

Укупна дисторзија напон (ТХДВ) рачуна од напоне на ПЦЦ је приказан на слици 5:

Слика 5. Поређење ТХДВ резултата студије случаја 1-6

Импеданце скенира су узети из студија случаја 2, 5 и 6. Разлика у импедансе се може видети на сл. 6.

Слика 6. Поређење импеданце скенирања Студија случаја 2, 3 и 4, изведена на ПЦЦ

Импеданце скенира су узети из Студије случаја 2, 5 и 6. Разлика у импедансе се може видети на слици 7:

Слика 7. Поређење импеданце скенирања Студија случаја 2, 5 и 6, изведена на ПЦЦ

8. Анализа резултата

Студије случаја 1 и 2

Се може видети из студије случаја 1 да мрежа је била да се не хармоника следећи у мрежи, пред фактора снаге кондензатора и кондензатор повећања аутобус напона су додати. Кондензатори додати у студији случаја 2 изазвао паралелно резонанца да се догоди у близини 5. и 11. реда хармоника, види са слике. 7. У 5. и 11. струје убризгавају оптерећењем 3 изазвало интеракцију између резонантних тачака и струја и изазвала хармоничну резонанцу да се догоди. Ова повећана 5. августа и 11. напона поремећаје и 11. актуелне дисторзије, укључујући укупне тражње дисторзије изнад ИЕЕЕ Стд. 519-1992 ограничења.

Студија случаја 3 и 4

Сингле-тунед и хигх-пасс филтери обавља скоро потпуно иста због нивоа изобличења су смањени као што је приказано на Фиг. 1 и 2. Резонантне тачке су померите види на слици. 5, и било је успеха на повећање аутобуса напоне система и побољшање фактора снаге.

Студије случаја 5 и 6

Хармонични Филтери врши исто као филтера у студијама случаја 3 и 4, и због снижене поремећаја је приказано на Фиг. 2-4 и 7 који су били готово исти. Резонатни врхови су такође успешно сели као што је приказано на сл. 6. Филтери даље под условом фактор снаге потребне за купца повезани на аутобус 5.