Передача, распределение и накопление электроэнергии

Что важно при исследованиях силовой сети для оценки проблем эмиссии и трансмиссии гармоник

27 апреля 2023 г. в 12:20

Ключевые аспекты подхода к исследованиям силовой сети для оценки проблем эмиссии и трансмиссии гармоник. Основные принципы эмиссии и трансмиссии гармонических искажений.

Сегодня практически в любой силовой сети и промышленного, и непромышленного объекта используются нелинейные нагрузки, а значит за эмиссию будут ответственны несколько источников гармонических искажений, и каждый из них может иметь свой «индивидуальный» (по сочетанию частота-амплитуда) спектр гармоник. Вместе с тем, все источники гармоник (упрощенно) можно разделить на три большие группы устройств – силовые, дугового типа (электрические печи, люминесцентные лампы и др.) и ферромагнитные (трансформаторы, асинхронные двигатели и т.д.).

Для силовых полупроводниковых устройств спектр характеристических гармоник можно определить простым способом, исходя из количества ступеней преобразователя, для дуговых и трансформаторов - получить типовые спектры гармонических искажений. Однако такой подход (условно) правомерен только для превентивной оценки наличия или отсутствия проблемы гармонических искажений, а при проектировании предпочтение отдается спектру гармонического тока, полученному в результате измерений, что обеспечит гораздо более точное представление об источнике гармоник.

Основные принципы эмиссии и трансмиссии гармонических искажений.

Степень искажения сигнала напряжения будет зависеть от амплитуды гармонического тока источника и от его распространения в сети, причем мощная нелинейная нагрузка (группа нагрузок) может создавать гармонические токи значительных амплитуд (суммарно), трансмиссия которых в распределительную сеть вызовет искажения и в сети, а силовых сетях объектов, запитанных от той же линии.

В распространении гармоник, включая их трансмиссию в распределительную сеть и сети других Абонентов очень важную роль играет индуктивное и емкостное сопротивления, а трансформаторы и конденсаторные батареи, установки компенсации реактивной мощности по факту являются одними из элементов, которые могут способствовать, как ослаблению, так и усилению тока гармоник за счет резонансных явлений. Кроме того, сопротивление в сети зависит от частоты протекающего по ней тока, причем чем выше частота, тем больше индуктивное и меньше емкостное сопротивление (рис. ниже).

Рис. Формулы зависимости сопротивления от частоты тока, где ω – угловая частота, h – порядок гармоники, XL и XC (соответственно) - индуктивное и емкостное сопротивление.

В целом это объясняет факты того, что токи высших гармоник не будут иметь такой же трансмиссии в распределительную сеть, как гармоники низших порядков, однако при наличии тех же УКРМ на подстанции и/или в сети смежного Абонента (при централизованной компенсации) конденсаторы для коррекции коэффициента мощности обеспечат гармоникам пути с низким импедансом на высоких частотах.

Рис. Трансмиссия гармоник в распределительную и соседние Абонентские сети.

Поэтому важным при энергоаудите будет сканирование импеданса, которое используется для получения общего представления реакции энергосистемы, как функции частоты в определенных местах сети. Эта зависимость импеданса от частоты обычно определяется в местах, где в сети имеются нелинейные нагрузки, батареи конденсаторов или фильтры гармоник. Общее правило проведения замеров при наличии в силовой сети крупного источника гармоник – вблизи его подключения «выше по течению», чтобы оценить спектр, амплитуды искажений и их возможное влияние на другое оборудование, а также на ТП границы балансовой принадлежности для определения рисков трансмиссии гармоник в распределительную сеть (и дальше) и ухода от правовых коллизий с сетевой организацией.

Емкость энергосистемы всегда следует учитывать в исследованиях по оценке гармоник, поскольку она может привести к возникновению последовательных и параллельных резонансных явлений, которые увеличат гармонические токи и напряжения. Основной «вклад» в емкость сети вносят батареи конденсаторов, используемые для коррекции коэффициента мощности, и большие (по длине) участки изолированных кабелей. Важной считается и мощность линейной нагрузки, поскольку при «минимуме» это позволяет более точно оценить спектр и амплитуду гармонических искажений, а при «максимуме» «линейная» нагрузка вызывает ослабление гармонических искажений.

В целом гармонические токи свободно текут от источника генерации к любой точке, электрически связанной с ним, однако, гармоники, как и «любой ток» предпочитают идти по пути наименьшего сопротивления, что позволяет:

  • ограничивать трансмиссию гармоник низких порядков повышением сопротивления трансформатора на ТП путем использования двух меньшей мощности вместо одного;
  • строить «ловушки» для гармоник из колебательных L-C контуров (пассивные фильтры), в том числе «по месту» подключения нелинейных нагрузок включая ШИМ преобразователи;
  • снижать трансмиссию гармоник высших порядков за счет использования не централизованной, а групповой, а лучше индивидуальной компенсации реактивной мощности установками УКРМ.

#гармоники

Источник: Завод конденсаторных установок «МИРКОН»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

Завод конденсаторных установок «МИРКОН» осуществляет полный цикл мероприятий по вопросам компенсации реактивной мощности.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Измерители вибрации

Приборы этой группы рассчитаны на определение характера колебаний различных узлов и механизмов. С их помощью измеряются скорость, ускорение и смещение элементов, что позволяет оценить степень опасности для агрегата в целом или вероятность вибрационного повреждения отдельных его частей. Такой контроль параметров необходим практически во всех отраслях промышленности: в машиностроении, автомобилестроении, на железнодорожном транспорте, в энергетике (контроль вибрации лопаток газовых турбин), в авиастроении и т. д., Конструктивные особенности Все приборы можно условно поделить на два больших класса. В одну группу входят точные аналитические системы, рассчитанные на снятие посредством выносных датчиков таких параметров, как виброскорость, виброускорение, вибросмещение и частота. Во вторую попадают сверхкомпактные приборы для проведения экспресс-анализ и локализации вибрации на работающем оборудовании. В любом случае измерительный сигнал формируется посредством акселерометров или пьезопреобразователей. Аналоговое напряжение усиливается и поступает на аналогово-цифровой преобразователь, где оцифровывается и затем передаётся блоку обработки. Последний, в свою очередь, выполняет необходимые вычисления, результатом которых является пригодная к непосредственному анализу текстовая или графическая информация. Измерение параметров вибрации производится во взаимно-ортогональных плоскостях и отображается на ЖК-дисплее в режиме реального времени.
Коваль Юлия · ПРОТЕХ · 17 апреля · Россия · г Москва
Измерители вибрации

ПРОДАМ: УЗ — преобразователи

Преобразователи рассчитаны на использование со всеми типами УЗ дефектоскопов в том случае, когда прямое озвучивание посредством собственно прибора по тем или иным причинам невозможно. В основе действия лежат либо пьезоэлектрическое преобразование, либо магнитострикционный эффект, при этом при выборе конкретного устройства нужно тщательно следить за точным соответствием параметров, как решению поставленной задачи, так и типу измерительного устройства. Типы преобразователей Выпускаются различные разновидности ультразвуковых преобразователей, в частности: — стандартные прямые совмещенные; — прямые раздельно-совмещенные; — наклонные совмещенные. Кроме того, выпускаются хордовые преобразователи, которые предназначены для контроля сварных швов стальных и полиэтиленовых трубных элементов. Есть специальные датчики для шероховатости поверхностей, для контроля строительной арматуры, для мониторинга вагонных осей, для тестирования резьбовой части бурильных труб и т. д.
Коваль Юлия · ПРОТЕХ · 17 апреля · Россия · г Москва
УЗ — преобразователи

ПРОДАМ: Дефектоскопы

Устройства рассчитаны на обнаружение дефектов в изделиях различной структуры, в частности, нарушений ее однородности, химического состава, размеров, появления включений и т. д. Важно, что поиск производится методами неразрушающего контроля, что делает приборы востребованными практически во всех отраслях производства — от транспорта и машиностроения до химической и нефтегазовой промышленности, в энергетике, строительстве, а также при проведении научных исследований. Ультразвуковые дефектоскопы Принцип действия основан на высокой проникающей способности акустических колебаний с частотой порядка 1МГц и выше, что дает возможность исследовать внутреннюю структуру предметов методом эхолокации, то есть приема отраженных от неоднородности среды сигналов. В зависимости от исполнения ультразвуковые дефектоскопы могут иметь несколько каналов, причем в последнем случае удается выполнять анализ сразу ряд локальных зон за один проход излучающей головки. Чаще всего приборы применяют при контроле металлических изделий, однако с таким же успехом удается производить анализ полимерных, композитных и керамических объектов.
Коваль Юлия · ПРОТЕХ · 17 апреля · Россия · г Москва
Дефектоскопы

ПРОДАМ: Трехфазный стабилизатор напряжения Каскад 70-120 Ква Полигон™

Применяются в силовых сетях промышленных объектов, банков, коттеджей, медицинских учреждений и других местах, где необходимо обеспечение высокой перегрузочной способности входной сети и устранение перекоса фаз без внесения искажений в синусоиду. Возможна работа стабилизатора напряжения от дизель-генератора. Основу схемы составляет вольтодобавочный трансформатор, в первичную обмотку которого включен автотрансформатор. Вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора включается в разрыв фазы сети, что обеспечивает высокую перегрузочную способность стабилизатора напряжения. Данная схема включения трансформаторов позволяет регулировать напряжение без прерывания фазы и без искажения синусоиды. Стабилизаторы достаточно компактны и пригодны для любого типа нагрузки. Трехфазный стабилизатор напряжения формируется из трех независимых однофазных блоков включенных по схеме «звезда с выведенной нейтралью». Трехфазные системы комплектуются блоком коммутации, обеспечивающим защиту трехфазных нагрузок и удобство подключения стабилизаторов к сети и нагрузке. Стабилизатор напряжения выполнен в виде стационарного стального шкафа напольной конструкции со степенью защиты IP54 с органами контроля и управления, расположенными на передней двери и внутри шкафа. Для ввода-вывода силового кабеля снизу используется стандартная панель с эластичным прижимным профилем (по согласованию с заказчиком возможен ввод силовых кабелей сверху). Характеристики: — Отключение стабилизатора при перегрузке и коротком замыкании в сети; — Защита нагрузки от аварии сети (пороговые значение Uвых. 176 В, 242 В); — Защита нагрузки от импульсных помех; — Грозозащита; — Точность коррекции +/-2,5% не зависит от подключенной мощности и входного напряжения; — Система прямого включения Байпас; — Индикация параметров сети; — Анализ параметров сети и тест системы при включении; — Работают с любым типом нагрузок; — Работают как от сети, так и от бензо- и дизель-генератора.
Панарина Людмила · ПФ СОЗВЕЗДИЕ · 15 апреля · Россия · г Санкт-Петербург
Трехфазный стабилизатор напряжения Каскад 70-120 Ква Полигон™

ПРОДАМ: Стенды имитационные AP7000 ГлобалТест

Назначение: — Отработка и демонстрация методик балансировки и вибрационного контроля роторного промышленного оборудования. Особенности: — Измеряемые параметры: виброускорение (6 -12 каналов), виброперемещение (3 канала); фаза (1 канал). Возможность имитации различных режимов работы промышленного оборудования. Цена по запросу.
Отдел Продаж · ГлобалТест · 15 апреля · Россия · Нижегородская обл
Стенды имитационные AP7000 ГлобалТест
Компания ANDELI GROUP является производителем широкого спектра низковольтного, трансформаторного и высоковольтного оборудования, а также электромонтажной арматуры и сварочного оборудования. Ассортимент производимой продукции насчитывает более 300 серий и свыше 10000 наименований.