Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Кузбасский государственный технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

5 / 2773

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

10.05.2015

Размер:

1.49 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 22

тельно увеличиваться. Возникает перегрузка КУ в цепи фильтра токами высших гармоник, которая приводит к выходу его из строя. Аналогичные резонансные явления в питающей сети могут возникать и при правильно включенных фильтрах из-за отклонения частоты питающей энергосистемы (особенно в меньшую сторону), а также при отклонении параметров элементов фильтров.

При выполнении расчетов, как правило, принимают следующие пределы отклонения индуктивностей и емкостей фильтров от номинальных значений:

Lф 1 1,5 Lф.ном ;

(11)

Сф 0,95 1,1 Сф.ном ,

где Lф.ном и Cф.ном – номинальные индуктивность и емкость фильтра в режиме резонансной настройки.

2.3. Фильтрокомпенсирующие устройства

Внастоящее время применительно к электрическим сетям

снелинейной нагрузкой все большее применение находят комплектные фильтрокомпенсирующие устройства (ФКУ), обеспечивающие одновременно компенсацию реактивной мощности основной частоты, а также фильтрацию высших гармоник. ФКУ целесообразно размещать в узле подключения нелинейной нагрузки. Они состоят из регулятора реактивной мощности и силовых фильтров, обеспечивающих фильтрацию высших гармоник тока нелинейной нагрузки. Основные варианты конструктивного исполнения ФКУ приведены на рис. 5.

Основой силовых фильтров высших гармоник ФКУ являются последовательные резонансные цепи, состоящие из конденсаторов, последовательно соединенных с дросселем, и настроенные на частоты определенных высших гармоник тока (как правило, 5-ю, 7-ю, 11-ю и 13-ю).

Количество параллельно включенных резонансных цепей фильтров должно быть таким, чтобы коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения не превышал допустимого значения по ГОСТ 13109–97.

Рис. 5. Принципиальные схемы ФКУ

Параметры фильтров определяются также значением и характером нелинейной нагрузки, дефицитом реактивной мощности в узле и характеристиками питающей сети. Эффективность фильтрации высших гармоник с помощью ФКУ в значительной мере определяется правильным выбором частотных характеристик X = f(ω) системы электроснабжения, рассчитанных с учетом подключения к ней дополнительных фильтров.

На рис. 6 приведена конструкция автоматического ФКУ для сетей низкого напряжения.

Рис. 6. Конструкция ФКУ для сетей низкого напряжения: 1 – регулятор реактивной мощности; 2 – контактор; 3 – термореле; 4 – дроссель; 5 – блок конденсаторов

Фильтры высших гармоник заключаются в стальной корпус. В каждом из них предусмотрен контактор 2, термореле максимального тока 3, дроссель 4 и блок конденсаторов 5. Устройство обычно подключается к питающим кабелям главного распределительного щита, защищенным плавкими предохранителями.

ФКУ могут работать по тому же принципу, что и регулируемые конденсаторные установки. Они управляются при помощи регулятора реактивной мощности 1 в соответствии с требованиями по реактивной мощности. Благодаря современным специализированным контакторам, управляемым с помощью микропроцессорного регулятора реактивной мощности, осуществляется автоматическая регулировка подключенной емкости, исключающая эффекты недокомпенсации и перекомпенсации. В схемотехнических решениях предусмотрено плавное включение ступеней конденсаторов, исключающее броски тока и напряжения в сети.

В современных ФКУ применяются самовосстанавливающиеся металлопленочные конденсаторы с полипропиленовым или полиэфирным диэлектриком, обладающие уменьшенными габаритами и позволяющие существенно снизить потери электроэнергии. Конденсаторы ФКУ оборудованы встроенной системой защиты от избыточного давления. Разрядные резисторы позволяют снизить остаточное напряжение до безопасного уровня за время не более 1 мин.

На рис. 7 приведены осциллограммы напряжения и тока в сети до и после установки ФКУ.

Рис. 7. Осциллограммы тока и напряжения в сети: а – до установки ФКУ; б – после установки ФКУ

Из рис. 7 видно, что включение ФКУ значительно снижает уровень высших гармоник в электрической сети.

К основным достоинствам ФКУ относятся:

быстрая реакция на изменение высших гармоник в электрической сети и их подавление;

динамическая компенсация широкого спектра гармоник;

возможность плавного регулирования реактивной мощности;

малые потери электроэнергии;

простота монтажа и настройки;

низкий уровень шума в процессе работы;

длительный срок службы.

Таким образом, ФКУ являются перспективным средством уменьшения вредного влияния нелинейных динамических нагрузок на системы электроснабжения, позволяющим обеспечить одновременно фильтрацию высших гармоник и компенсацию реактивной мощности в электрических сетях.

3.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Изучить основные теоретические положения.

2.Определить степень перегрузки конденсаторной установки КУ токами высших гармоник, генерируемых в сеть вентильным преобразователем ВП, при условии, что P-пульсовый вентильный преобразователь подключен к шинам низкого напряжения трансформаторной подстанции промышленного предприятия (рис. 8), напряжение на входе вентильного преобразователя равно U2, среднее значение выпрямленного напряжения составляет Uв, а среднее значение выпрямленного тока – Iв. Варианты заданий к практической работе приведены в табл. 1.

2.1.Определить реактивную мощность QВП, потребляемую вентильным преобразователем.

2.2.Исходя из величины QВП, выбрать номинальную мощность конденсаторной установки QКУ.

2.3.Определить номера гармоник ν, генерируемых в сеть вентильным преобразователем. При 6-пульсовой схеме вентильные преобразователи генерируют в сеть гармоники до 19-го порядка, при 12-пульсовой схеме – до 25-го порядка включительно.

Рис. 8. Схема подключения вентильного преобразователя:

а– принципиальная схема; б – схема замещения

2.4.На основании схемы замещения (рис. 8, б) определить эквивалентное сопротивление питающей сети:

X экв	1		,

	X т	X КУ

где Xт – номинальное сопротивление трансформатора, Ом; XКУ – номинальное сопротивление КУ, Ом.

2.5. Рассчитать токи высших гармоник Iν, генерируемые

всеть вентильным преобразователем.

2.6.Рассчитать токи высших гармоник IКУν, протекающие через конденсаторную установку.

2.7.Определить кратность перегрузки конденсаторной установки токами высших гармоник, генерируемых в сеть вентильным преобразователем, по отношению к току 1-ой гармоники

IКУ1, номинальному току Iном и току допустимой перегрузки Iдоп конденсаторной установки.

3. Подготовить отчет о выполнении практической работы

всоответствии с указанными требованиями.

4. Защитить отчет преподавателю в период до 9 контрольной недели. Защита отчета будет учитываться при выставлении очередных оценок текущей успеваемости студента.

						Таблица 1
	Варианты заданий к практической работе

Номер	P	Uв,	Iв,	U2,	Sн.т,		Uк,
варианта		В	А	В	кВА		%
1	6	440	850	400	1000		5,5
2	12	690	200	690	160		6,5
3	6	690	250	690	250		6,5
4	12	440	700	400	630		5,5
5	6	440	100	400	100		4,5
6	12	690	1100	690	1600		5,5
7	6	690	400	690	400		4,5
8	12	440	1800	400	2500		5,5
9	6	440	300	400	250		6,5
10	12	690	550	690	630		5,5
11	6	690	900	690	1000		5,5
12	12	440	1350	400	1600		5,5
13	6	440	200	400	160		4,5
14	12	690	450	690	400		4,5
15	6	690	1500	690	2500		5,5
16	12	440	350	400	250		6,5
17	6	440	650	400	630		5,5
18	12	690	850	690	1000		5,5
19	6	690	1000	690	1600		5,5
20	12	440	500	400	400		4,5
21	6	440	1600	400	2500		5,5
22	12	440	150	400	100		4,5
23	6	690	150	690	160		6,5
24	12	690	300	690	250		6,5
25	6	440	950	400	1000		5,5
26	12	440	600	400	400		5,5
27	6	690	500	690	630		5,5
28	12	690	1600	690	2500		5,5
29	6	440	1200	400	1600		5,5
30	12	440	900	400	1000		5,5

4. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет о выполнении работы должен содержать:

наименование и цель работы;

результаты расчетов и выводы;

ответы на контрольные вопросы.

5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.В чем заключается отрицательное воздействие высших гармоник на системы электроснабжения?

2.Какое влияние высшие гармоники оказывают на работу конденсаторных установок?

3.Как изменяются частотные характеристики питающей сети с нелинейной нагрузкой до и после включения конденсаторной установки?

4.Каковы последствия перегрузки конденсаторных установок токами высших гармоник?

5.Какие технические средства могут применяться для защиты конденсаторных установок от высших гармоник?

6.Что представляет собой фильтр высших гармоник?

7.Как выбираются параметры фильтров высших гармоник?

8.Что называется фильтрокомпенсирующим устройством?

9.Приведите основные принципиальные схемы ФКУ.

10.Каковы основные достоинства ФКУ?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Беляевский, Р. В. Вопросы компенсации реактивной мощности : учеб. пособие [Электронный ресурс] : для студентов специальности 140211 žЭлектроснабжение¤ очной формы обучения / Р. В. Беляевский. – Кемерово : КузГТУ, 2011. – 132 с.

2.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей [Текст]. – Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2008. – 252 с.

3.Константинов, Б. А. Компенсация реактивной мощности [Текст] / Б. А. Константинов, Г. З. Зайцев. – М. : Энергия, 1976. – 104 с.

4.Справочник по энергоснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий и общественных зданий [Текст] / Под общ. ред. С. И. Гамазина, Б. И. Кудрина, С. А. Цырука. – М. : Издательский дом МЭИ, 2010. – 745 с.

5.Справочник по электроснабжению и электрооборудованию [Текст] : в 2 т. / Под ред. А. А. Федорова. Т. 1. Электроснабжение. – М. : Энергоатомиздат, 1986. – 568 с.

<<< < Предыдущая 12 / 22