Напон и струја хармоници (Вилеи & Синови)

Аутор: Анђело Наггин и Збигњев Ханзелка

Извор: Приручник квалитета Повер Уредио Ангело зезали, Вилеи & Синови, Доо

1.0 ИЗБОР И РЕЈТИНГ трансформатора на шест ПУЛСЕ ЦОНВЕРТЕР [10]

Када је познат хармоника спектар, или барем се могу мерити са одређеном поузданошћу или предвидео, додатни губици могу лако израчунати.

Процес обрачуна треба да буде кроз следеће кораке:

  1. Одређивање свих цопонентс додатних губитака због присуства хармоника.
  2. Одређивање хармоника спектра, било мерења или проценом, узимајући у обзир све хармонијску генерисање опрему, у појединим електронским претварачима.
  3. Обрачун доприноса сваког хармонијског компоненте и одређивање укупних додатних губитака.

У пракси, важно је да користите праве хармонике тренутне магнитуде уместо теоријских вредности.

Табела 1 показује израчунате додатне губитке, за хармонијске струје до нареди 25, за два трансформатора на нормалне температуре околине, претпостављајући хармоницне спектар приказан на слици 1.

Табела 1 Додатни губици израчунате у присуству не-синусоидални

Табела 1 Додатни губици израчунате у присуству не-синусоидални

Слика  1 Теоријска и стварне вредности струјних хармоника за шест-импулса конвертора (у пу)

Слика 1 Теоријска и стварне вредности струјних хармоника за шест-импулса конвертора (у пу)

Резултати показују да су карактеристике трансформатора играју важну улогу у одређивању губитака са хармонијских оптерећења.

У трансформатори у овом примеру су мерене на незнатно различитим температурама (21.5°Ц за прву и 22.8° Ц за другу); то неће променити поузданост резултата.

1.1 Израчунавање К фактор

Табела 2 показује обрачун фактора К за хармоника спектра слици 1 на по јединици основи.

Први корак је израчунавање р.м.с. вредност укупног струјом И, 1.0410 у овом случају, након чега квадрата сразмерно вредности сваке хармонијске струје може се израчунати, доводи до вредности К. За такву оптерећења, трансформатор са К рејтинга 9 би било прикладно за шест-импулса конвертора.

Табела  2 Смањење фактора за струјних хармоника

Табела 2 Смањење фактора за струјних хармоника

1.2 Израчунавање фактора К

Први корак у успостављању фактор К (Табела 2) је да открије вредност е, однос губитка вртложне струје до потпуног губитка оптерећења на фундаменталне фреквенције. Произвођач трансформатор треба да буде у стању да обезбеди ово, иначе је вероватно да лежи у опсегу од 0.05 до 0.1. Експонент к зависи критички о изградњи трансформатора и такође треба да буде доступан од произвођача. Врло је вероватно да леже у опсегу 1.5 до 1.7. Као пре, прорачуни су засновани на теоријским вредностима из слици 1. У пракси, трансформатор би требало да буде на дератед 84.75 % (1/1.18) од номиналне снаге рејтинга када снабдевање шест-пулс конвертор.

Табела 3 Смањење фактора за струјних хармоника

Табела 3 Смањење фактора за струјних хармоника

2.0 Смањења се КАБЛОВИ

Као што је описано у члану 6.2, тренутна амплитуда у неутралан због трећег хармоника може да пређе у амплитуди фазног струја на фундаменталне фреквенције. У овом случају је неутрална струја треба узети у обзир у вези са димензионисање струјних кола каблова. Овај пример се односи на пословну зграду у којој су четири различита хармоници спектри су коришћени да би се проценила величину кабла да се инсталира.

Систем је трофазно коло са 32 Оцијенио оптерећење да се инсталира помоћу четири језгра ЕПР изоловани кабл постављен директно на зид.

2.1 Сценарији

То су следећи:

  1. Одсуство хармоника. За овај садашњи је уобичајена пракса да се користи кабл бакарни проводник са 4 мм2 попречни пресек са капацитетом 35 A [5] .
  2. Вредност 22 % од трећег реда хармоника (Слика 2). За овог спектра неутрална струја ћу битиН = 32·0,22·3 = 21,1A, ЈаН <ЈаФ, па је вредност одабрана на основу линија струје. Примена 0.86 Смањење фактор (Табела 12), еквивалентна струја оптерећења је 32/0,86 = 37,2. За ове вредности кабл секција хаса6мм2 попречни пресек са капацитетом 44 A [5].

За вредност 42 % од трећег реда хармоника (Слика 3), ЈаН = 32·0,42·3=40.3A, ЈаН >ЈаФ, тако да је вредност се бира на основу неутралне струје. Примена 0.86 Смањење фактор, еквивалентна струја оптерећења је 40,3 / 0,86 = 46,9. За ове вредности деоница кабл има 10 мм2 пресек са капацитетом од 60А [5].

Слика 2 Тренутни таласни облик и његов спектар

Слика 2 Тренутни таласни облик и његов спектар

Слика 3 Тренутни таласни облик и његов спектар

Слика 3 Тренутни таласни облик и његов спектар

Слика 4 Тренутни таласни облик и његов спектар

Слика 4 Тренутни таласни облик и његов спектар

Слика Ц7.4 Тренутни сигнал и његов спектар

3. Трећи ред-, хармоника-богата средина, као на слици 4. Неутрална струја ће бити јан= 32·1.31·3 = 125.76A, Јан>ЈаФ, тако да је вредност се бира на основу неутралне струје. Примена редукциони фактор једнак 1, еквивалентна струја оптерећења је 125.76/1 = 125,67 A. За ове вредности деоница кабл има 35 мм2 попречни пресек са капацитетом 128 A [5].

3.0 ХАРМОНИЧНА ИЗВОР ЛОКАЦИЈА

У случају значајног изобличења водоводну мрежу напона на ПЦЦ између испоручиоца електричне енергије и купца, извор поремећаја треба да се налази. Ово постаје посебно значајно приликом формулисања уговоре за снабдевање електричном енергијом или пуњење за погоршање квалитета суппли.Инманицасесалсоакуантитативе утврђивања испоручиоца и купца(с) је потребан допринос укупном напона дисторзије на ПЦЦ.

Слика 5 Принцип лоцирање н-хармоника извор на основу њеног активног мерење снаге

Слика 5 Принцип лоцирање н-хармоника извор на основу њеног активног мерење снаге

Најчешћи практичан метод за лоцирање хармонијских извора заснива се на одређивању правца активног протока енергије за дате хармоника, иако многи аутори указују своја ограничења и предложити друге методе (Истрага о смеру протока енергије и реактивне "критична импеданса ', интерхармониц убризгавање, одређивање напона и струје релативне вредности, итд. [34],[35]). У већини случајева ове методе, поред њихове техничке сложености, захтевају прецизне информације о вредности еквивалентних параметара анализираног система, који су тешко приступ, или се могу добити само као резултат скупе мерења.

Према правцу активног метода токова снага, доминантан извор датог хармоника (од реда н) могу да се налазе одређивањем правац овог хармоничног активне протока енергије на различитим тачкама система (Слика 5). Не-нула вредност П(н) = У(н)Ја(н) са(Φии(н)-Φија(н))је ефекат интеракције напона и струје са исте фреквенције. Линеарно оптерећење испоручује са искривљеном напоном ремија активне снаге за сваку хармоника: П(н) ≥ 0. Ако нелинеарне елементе постоје на страни купца, активна снага за сомехармоницсцан бесупплиедтотхенетворк: П(н)<0. Тхесигноф П(н) цанбедетерминед путем мерења фазне углове напона и струје у истом редоследу: Φии(н)и Φи(н).

Принцип ове методе је објашњено у примеру монофазног кола, је приказано у табели 4 (извор напона напајања УС, LС), где је нелинеарна оптерећења тиристор снага контролер (Тир 1, Тир2, отпорност РОНЛ, индуц-ај ЛОНЛ), који је извор хармоника струја реда н = 2к ± 1 = 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, (for k = 1,2,3,…). Тхере случајеви, одликује локације изобличења напона извора, се разматрају за напајање контролера налази: (ја) узводно од ПЦЦ, (ии) низводно од ПЦЦ, и (ИИИ) хармоника извори на обе стране ПЦЦ

Напон и струја хармоници 9

Voltage and Current Harmonics 10

Табела 4 Пример симулације илуструју начин за хармонијске изворне локације на основу активне мерење снаге

 

Библиографија

[1] Арриллага Ј, Вотсон Н. Р., Чен С, Процена квалитета Снага систем, Вилеи & Синови, Доо, Цхицхестер, 2000.

[2] Арсенау Р., Филипски П. С, Ј Зелле, ВА-метар-грешка анализатор. ИЕЕЕ Трансацтионс он Повер Деливери, лет. 6, не. 4, 1991.

[3] О Баггини, Заноли Ф., Нацрт трансформатори за напајање погона и нелинеарних оптерећења. ВИИИ Интерактивни семинар о електричној вози технолошких иновација и новонасталих питања, Бресаноне (БЗ), 10-12 Март 1997.

[4] ЦЕИ 14-4/1983, Енергетски трансформатори.

[5] ЦЕИУНЕЛ35024 / 1, Изоловани каблови са еластомера или термопластичног материјала за називне напоне не преко 1000 В за наизменичну струју и 1500 В ДЦ. Тренутни ношење капацитета у непрекидном раду за полагање у ваздуху, 1997.

[6] Чепмен Д, Хармоници - узроци и последице. Леонардо Квалитет електричне енергије Примена Водич - Део 3.1, 2001.

[7] Цорреггиари Ф., Изградња електричних машина, Цисалпино Голиардица, Милано.

[8] Датта С. К., Особа А, Дистрибуција релеј перформанс под условима хармоници. ПКА'92, Атланта, Грузија, САД, 1992.

[9] Десмет Ј, О Баггини, Хармоници - неутрална димензионисање у хармонијских богатим инсталацијама. Леонардо Квалитет електричне енергије Примена Водич - Део 3.5.1, 2003.

[10] ДесметЈ, ДелаереГ, хармоници-селецтионандратингофтрансформерс.Леонардо квалитета напајања Примена Водич -.. Дио 3.5.2, 2005.

[11] Елморе В. О, Крамер Ц. О, Зоцхолл Е., Утицај таласног облика дисторзије на заштитним релејима. ИЕЕЕ Трансацтионс он Индустри Апплицатионс, лет. 29, не. 2, 1993.

[12] У 50160, Карактеристике електричне енергије напона испоручује јавних дистрибутивних система.

[13] Купер С, Хармоници - пасивни филтри. Леонардо Квалитет електричне енергије Примена Водич - Део 3.3.1, 2003.

[14] Гиргис. О, Нимс Ј. В., Јацомино Ј, Далтон Ј. Г, Владика А., Утицај напона хармоника на рад солид-стате релеја у индустријским апликацијама. ИЕЕЕ Трансацтионс он Индустри Апплицатионс, лет. 28, лет. 5, 1992.

[15] Грузс Т. М, Истраживање неутралних струја у трофазним системима напајања рачунара. ИЕЕЕ Трансацтионс-акција на Индустри Апплицатионс, лет. 26, не. 4, 1990.

[16] , Биен. Хармоници, интерхармоницс, ХанзелкаЗ.. Леонардо Квалитет електричне енергије Примена Водич - Део 3.3.1, 2004.

[17] ИЕЦ 60364-5-523, Електричне инсталације у зградама - Дио 5-52: Избор и избор електричне опреме - Виринг системи.

[18] ИЕЦ 61000-1-4, Историјски образложење за ограничавање моћи фреквенције спроведеног хармоника тренутне емисије из опреме у фреквенцијском опсегу до 9 кХз, Технички извештај.

[19] ИЕЦ 61000-2-1, Електромагнетска подударност (ЕМЦ) Део 2-1: Животна средина - Опис животне средине: Електромагнетно окружење за нискофреквентних спроведених поремећаја и сигнализације у јавним системима напајања, 1990.

[20] ИЕЦ 61000-2-2, Електромагнетска подударност (ЕМЦ) - Дио 2-2: Животна средина - нивои компатибилности за ниске фреквенције спроводи сметње и сигнализирање у јавним системима напајања нисконапонских.

[21] ИЕЦ 61000-3-2, Лимити за хармонијске текуће емисије (улазна струја опрема ≤ 16 По фази).

[22] ИЕЦ 61000-4-7, Електромагнетска подударност (ЕМЦ) Део 4: Тестирање и мерење Технике Секција 7: Општи водич на хармоника и мерења и инструментације интерхармоницс за системе за напајање и опрему повезану на њих.

[23] ИЕЦ ТЦ 64 РГ 2, Тренутна-носивост и сродних прекострујна заштита, Ревизија секцији 523″, Септембар 1996.

[24] ИЕЕЕ 519-92, ИЕЕЕ препоручена пракса и захтеви за гармонического контролу у електричним Повер Системс, 1992.

[25] ИЕЕЕ 1159, Препоручена пракса за праћење квалитета електричне енергије.

[26] С Карве, Хармоници - активни хармоника уређаји. Леонардо Квалитет електричне енергије Примена Водич - Део 3.3.3, 2001.

[27] Норма ЦЕИ 64-8/5, Електрични системи који користе номинални напон не прелази 1000 В за наизменичну струју и на 1500 В ДЦ. Део 5: Избор и монтажа електричних компоненти, 1992.

[28] Повер Систем хармоници, Повер Тецхнологиес, Инц, 1989.

[29] Пуркаиастха И., Савоце П. Ј, Утицај хармоника на мерење снаге. ИЕЕЕ Трансацтионс он Индустри Апплицатионс, лет. 26, не. 5, 1990.

[30] Пастир В., Закикхани П, Енергија проток и фактор снаге у не-синусоидалних кола, Цамбридге Университи Пресс, Њујорк.

[31] Стад Д, Схау Х., Утицај напона хармоника на једнофазне струје земљоспоја. ПКА'91.

[32] Тсукамото М, Kouda I. Н, Минова И., Нисхимура С., Напредна метод за идентификацију хармонике карактеристику између комуналне мреже и хармонијских текућих извора. 8Међународна конференција о хармоника и квалитета енергије, Атина, Грчка, 14-16 Октобар, 1998.

[33] Запад К., Хармоници - Труе РМС - једини прави мерење. Леонардо Квалитет електричне енергије Примена Водич - Део 3.2.2, 2001.

[34] Ксу Вилсун, Liu Yilu, Поступак за утврђивање хармонијских доприносе купаца и комуналних у тачки простог повезивања. ИЕЕЕ Трансацтионс он Повер Деливери, вол.15, бр.2, 2000.

[35] Ксу Вилсун, Лију Ксиан, Liu Yilu, Истрага о валидности метода снага-правац за одређивање хармонијске изворног. ИЕЕЕ Трансацтионс он Повер Деливери, лет. 18, не. 1, 2003.

[36] Иацамини Р., Чанг С. Ц., Бука и вибрације из индукционих машина напајаним из хармонијских извора. Процеедингс оф ИЕЕЕ ИЦХПС ВИ, Болоња, 21-23 Септембар, 1994.

[37] ˙zelenko I. В., Хармоници у снабдевању индустријских оптерећења електроенергетског система, Електроатомиздат, Зе ˙ Москва, 1994 (на руском).