Извођење хармоничне студије како би се демонстрирала усклађеност са комуналним стандардима је критичан технички процес за повезивање савремених електроенергетских система на мрежу. Са пролиферацијом ресурса заснованих на инвертеру и нелинеарних оптерећења, комуналне услуге сада стриктно примењују стандарде као што је ИЕЕЕ 519 или УК Г5/5 како би се осигурао квалитет струје и стабилност система.
Испод је технички водич који описује систематску методологију за извођење хармоничке студије, на основу актуелних међународних стандарда.
1. Темељни концепти и регулаторни оквир
Пре почетка прорачуна, неопходно је разумети владајуће стандарде и физичке појаве у игри.
1.1 Разумевање хармоничне дисторзије
Хармоници су синусоидни напони или струје са фреквенцијама које су целобројни вишекратници основне фреквенције (на пример, 60 Хз или 50 Хз) . Генеришу их нелинеарна оптерећења као што су претварачи променљиве фреквенције, ЛЕД осветљење, и инвертера. Ова изобличења могу довести до прегревања опреме, губици трансформатора, и неисправан рад заштите .
1.2 Применљиви стандарди
Избор стандарда зависи од ваше географске локације и захтева за услужност:
- ИЕЕЕ Стд 519-2014: Користи се првенствено у Северној Америци, овај стандард поставља квалитет снаге у тачки заједничког спајања (ПЦЦ). Ограничава и индивидуалну хармонијску дисторзију (ИХД) и тотална хармонијска дисторзија (ТХД) напона и струје .
- Инжењерска препорука Г5/5: Обавезно у Великој Британији, овај стандард захтева строжију процену оба инкрементална (допринос ваше биљке) и укупно (позадини + инкрементално) хармонијски напони, често вредновано до 100. хармоника .
2. Прикупљање података и моделирање система
Тачност хармоничке студије у потпуности зависи од квалитета улазних података.
2.1 Утилити Дата (Тачка заједничког спајања)
Од оператера дистрибутивне мреже морате добити следеће (БОТТОМ) или корисност:
- Позадински хармонични напони: Обично се заснива на две недеље измерених података у ПЦЦ-у да би се ухватиле нормалне оперативне варијације .
- Хармониц Импеданце Лоци: Ово описује како импеданса мреже варира са фреквенцијом. То је кључно за идентификацију потенцијалне резонанције. Преферирани формат су негруписане коверте за сваки хармонијски ред .
- Снага мреже: Обично се изражава као однос кратког споја (СЦР) у ПЦЦ-у.
2.2 Подаци о опреми (ОЕМ)
Произвођач оригиналне опреме (ОЕМ) мора обезбедити Нортон еквивалентни модел постројења (инвертер, погон, итд). Овај модел, неопходан за тачну симулацију, састоји се од два дела за сваку фреквенцију :
- Нортон Цуррент Соурце: Величина и фазни угао хармонијске струје коју убризгава уређај.
- Нортон Импеданце: Унутрашња импеданса уређаја, што утиче на то како је у интеракцији са резонанцијама мреже.
Слика 1: Пример хармонике (Интерацтиве)
Изобличени таласни облик који је резултат комбинације основних и хармонијских фреквенција (Потпуно интерактивно).
3. Методологија хармоничне анализе корак по корак
Када се подаци прикупе, студија се одвија кроз низ аналитичких корака коришћењем специјализованог софтвера (на пример, ЕТАП, ДИгСИЛЕНТ ПоверФацтори).
3.1 Анализа фреквенцијског скенирања
Први корак је свееп фреквенције да би се идентификовали резонантни услови. Софтвер убризгава струју различите фреквенције и мери импедансу.
- Објективан: Идентификујте паралелу (висока импеданса) и серије (ниска импеданса) резонантне тачке.
- Ризик: Ако се резонантни врх поравна са карактеристичном хармонијском фреквенцијом (на пример, 5ог, 7ог, 11ог), хармонијски напони ће бити појачани, што доводи до високог изобличења .
Слика 2: Хармоника Резонанција на 5. хармонику (пример)
Импеданса вс. Графикон фреквенције који приказује паралелни резонантни пик.
Користећи Нортонов модел постројења и импедансу мреже, израчунајте изобличење напона узроковано само вашом новом опремом.
3.2 Израчунајте инкременталне хармонијске напоне
Где: Ух је хармонијски напон, Јах је хармонијска струја, и Ух је импеданса мреже у хармонијском реду х.
Провера усклађености: Ова вредност мора бити испод "Инкрементална ограничења" које поставља услужни програм или стандард (на пример, Г5/5 Стаге 1 Границе) .
3.3 Израчунајте укупну хармонијску дисторзију
Ово комбинује инкрементални допринос са већ постојећим изобличењем позадине.
- Хармонична дисторзија укупног напона (ТХДв): Средњи квадратни корен (РМС) свих хармонијских напона, изражено као проценат основног напона.
- Провера усклађености: ТХДв и појединачни хармонички напони морају остати испод "Тотал Лимитс" (на пример, ИЕЕЕ 519 границе за квалитет напона или нивое планирања Г5/5) .
Слика 3: Волтаге Хармоницс (Интерацтиве)
Тракасти приказ појединачних хармонијских напона (ВН) као проценат основних .
Хармоничка студија заснована на ИЕЕЕ и УК Г5/5
Г5/5 и слични стандарди захтевају проверу да нови прикључак не утиче негативно на суседне купце. Ово укључује симулацију утицаја на суседне трафостанице или осетљиве локације (болнице, дата центри) .
Слика 4: Хармоницс Импеданце Лоци
Локуси импедансе уцртани на Р-Кс равни, показујући како се импеданса мења са фреквенцијом [цитат:4].
Последњи корак је састављање резултата у званични извештај за комунално предузеће.
4. Верификација усклађености и извештавање
4.1 Поређење са границама
Направите збирну табелу упоређујући израчунате вредности са стандардним границама. За ИЕЕЕ 519, ово укључује проверу:
- ИЕЕЕ 519 Табела 1: Границе изобличења напона на ПЦЦ-у.
- ИЕЕЕ 519 Табела 2: Тренутне границе изобличења засноване на И_{СЦ}/И_Л однос (Струја кратког споја вс. Струја оптерећења) .
4.2 Стратегије ублажавања
Ако су границе прекорачене, студија мора да предложи решења:
- Пасивни филтери: Подешен за шансирање специфичних хармонијских фреквенција.
- Активни Хармонични Филтери: Убризгајте супротне струје да бисте поништили хармонике.
- Модификација импеданце: Промена конекција трансформатора или додавање реактора за деконфигурисање система .
4.3 Смернице за верификацију у три корака
Као што је наведено у недавним ИЕЕЕ смерницама, усклађеност се може сажети у процес у три корака :
1. Измерите податке на Тачки интерконекције (ОНДА).
2. Извршите статистичку процену података.
3. Упоредите резултате са тачним ИЕЕЕ границама.