11.5. Расчет высших гармоник токов
И НАПРЯЖЕНИИ
В электрических
сетях с большим количеством тирис-
торных
преобразователей и электроприемников
с нелиней-
ной вольт-амперной
характеристикой необходимо прове-
рять
нормированную по ГОСТ величину
коэффициента не-
синусоидальности
кривой напряжения
(§5.11).
Для
определения
можно либо использовать
измерительно-
вычислительный комплекс(ИВК)
«Качество» или изме-
ритель
несинусоидальности (ИН
43250), либо
рассчиты-
вать особый режим, т. е.
высшие гармоники тока и напря-
жения.
Комплекс «Качество»
предназначен для стационарной
установки
на подстанциях энергосистем или крупных
про-
мышленных предприятий. Находящийся
в ИВК микропро-
цессор по измеренным
мгновенным значениям синусоид
напряжения
всех фаз рассчитывает следующие
показатели
качества электроэнергии:
отклонения напряжения прямой
последовательности основной частоты
и в каждой фазе, ко-
эффициенты обратной
и нулевой последовательностей на-
пряжений
и относительные уровни
2, 3, 4 и
нечетных
гармоник с 5-й по 25-ю в каждой
фазе. Цифровой прибор
ИН
43250 имеет
аналоговый выход и предназначен для
измерения
,
а также относительных уровней и фаз
выс-
ших гармоник тока и напряжения.
Расчет особого
режима выполняется методом наложе-
ния.
Особый режим рассматривается как
результат сум-
мирования ряда режимов,
каждый из которых соответству-
ет этой
гармонике. В этом случае расчеты режимов
для
каждой гармоники проводятся
независимо. Высшие гар-
моники токов
и напряжений
,
суммируются по вы-
ражениям, аналогичным
(5.21).
Систему линейных
уравнений узловых напряжений для
й
гармоники,
аналогичную
(9.6), можно
записать так:
(11.33)
где
- вектор-столбцы
токов в узлах и узловых меж-
дуфазных
напряжений
й
гармоники, k-й
элемент этих
вектор-столбцов
- это
комплексный ток
й
гармоники
k-го
узла и узловое междуфазное напряжение
й
гар-
моники k-го
узла,
,
-
комплексная
матрица собст-
венных и взаимных
узловых проводимостей
при частоте
переменного
тока, соответствующей
й
гармонике.
Реактивные
сопротивления линий, трансформаторов
или реакторов при частоте, соответствующей
-й
гармо-
нике,
(11.34)
где
номер
гармоники;
-
реактивное сопротивление
при частоте
50 Гц,
соответствующее первой гармонике.
Емкостная проводимость линий, а также активное со- противление линий или трансформаторов определяются аналогично (11.34):
;
где
- емкостная
проводимость и активное сопро-
тивление
при частоте
50 Гц;
-коэффициент,
учитываю-
щий
изменение активного сопротивления при
частоте, соответствующей
й
гармонике.
Систему линейных уравнений (11.33) можно решать методами, рассмотренными в § 9.2. Для решения (11.33) эффективно использование метода Гаусса с учетом слабой заполненности матрицы узловых проводимостей.
Вопросы для самопроверки
1. Какие режимы называют особыми и почему их надо рассчитывать?
2. Как записать уравнение установившегося режима для участка трехфазной линии при несимметричной на- грузке?
3. В чем преимущества и недостатки применения сим- метричных составляющих и фазных координат для расчета несимметричных режимов?
4. Как записать систему уравнений узловых напряже- ний для сложной электрической сети при несимметричных нагрузках, а также при несимметричных коротких замыка- ниях и в сложнонесимметричных режимах?
5. Каков принцип работы симметрирующего устрой- ства?
6. В чем состоят основные принципы расчетов режимов при несинусоидальных токах нагрузки?