Анализ и исследование нового класса силовых фильтров для трехфазных промышленных сетей 380 В

• Автор: Стрикос, Димитриос Лукас
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с.

Содержание

Введение
1. Показатели качества электрической энергии и способы
улучшения ЭМС в СЭС промышленных предприятий
1.1. Показатели качества электрической энергии и несинусои-дальность токов и напряжений
1.2. Источники высших гармоник в промышленных сетях
1.3. Нормирование несинусоидальности кривых токов и напряжений
1.4. Способы улучшения электромагнитной совместимости в системах электроснабжения
Выводы по главе
2 Фильтрокомпенсирующие устройства и активные фильтры в системах электроснабжения
2.1. Использование фильтрокомпенсирующих устройств в системах электроснабжения
2.2. Недостатки ФКУ и способы их устранения
2.3. Активные и гибридные силовые фильтры
2.4. Комбинированный фильтр
Выводы по главе
3 Анализ фильтров типа ФКУ с помощью программ схемо -технического моделирования на ПЭВМ
3.1. Постановка задачи
3.2. Анализ спектрального состава токов первичных обмоток трансформаторов выпрямителей
3.3. Анализ пассивного фильтра во временной и частотной областях
3.4. Оптимизация сложного фильтра типа ФКУ
3.5. Оценка влияния активных сопротивлений ветвей фильтра на

параметры системы “сеть - фильтр - выпрямитель”
Выводы по главе
4. Компьютерный анализ гибридных фильтров в системе “сеть
- фильтр - нелинейная нагрузка”
4.1. Математическая модель гибридного фильтра
4.2. Анализ эффективности компенсирующего источника
4.3. Анализ модели гибридного фильтра во временной и частотной областях
4.4. Моделирование комбинированного фильтра во временной и частотной областях
4.5. Оценка результатов машинного анализа системы “сеть
фильтр - нелинейная нагрузка”
Выводы по главе
Заключение
Литература

Введение
Одним из существенных аспектов политики энергосбережения в электроэнергетике является проведение широкого круга мероприятий, направленных на уменьшение потерь электрической энергии и повышение её качества.
Широкое применение в промышленности регулируемых электроприводов и современной электротехнологии в большинстве своем связано с использованием специальных источников питания. Эти источники питания, как правило, имеют в своем составе различные типы вентильных преобразователей (неуправляемые и управляемые выпрямители, инверторы, преобразователи частоты и т.п.) или регуляторы (мощности, напряжения).
Для питающей сети такие источники являются нелинейной нагрузкой.
К нелинейным нагрузкам относят также установки дуговой и контактной электросварки, электродуговые сталеплавильные печи, газоразрядные лампы, силовые трансформаторы и пр., имеющие нелинейные вольт- и вебер-амперные характеристики.
Нелинейность характеристик таких нагрузок приводит к потреблению ими из сети несинусоидальных токов, которые, протекая по элементам сети, вызывают искажение кривой напряжения. То есть работа нелинейных нагрузок приводит к возникновению в электрической сети несинусоидальных режимов и появлению высших гармоник. Высшие гармоники в питающем напряжении неблагоприятно сказываются на работе других приемников электрической энергии и работе силового электрооборудования.
Высшие гармоники в питающем напряжении вредно воздействуют на ряд приемников электрической энергии. Появляются дополнительные потери в электрических машинах, сетях и трансформаторах, пропускная способность которых снижается. Значительно сокращается срок службы изоляции электрических двигателей, кабелей и конденсаторов. Появляется вероятность возникновения резонансных явлений в батареях конденсаторов, что часто яв-
тате возникает необходимость в установке корректирующих устройств для фильтрации гармоник.
Минимизацией уровней высших гармоник, генерируемых отдельными нелинейными нагрузками и, в первую очередь, преобразователями можно добиться рядом способов.
Так улучшение формы кривой потребляемого преобразовательным агрегатом из сети тока можно получить при компенсации высших гармоник магнитного потока трансформатора преобразователя. Для этого двухобмоточный трансформатор должен иметь дополнительную обмотку, магнитный поток которой создается токами высших гармоник и направлен встречно основному потоку.
При таком способе подавляются как канонические, так и неканонические гармоники. Этот способ дорогостоящий (необходим специальный трехобмоточный трансформатор и система отбора высших гармоник с заграждающим фильтром) и имеет низкое быстродействие /4/.
Второй способ использует наложение токов 3, 9 и 15-ой гармоник и гармоник более высоких порядков на токи обмоток трансформатора. Он может быть применен при использовании в источниках питания нулевых и мостовых схем преобразователей и схем с уравнительным реактором. Изменением амплитуды и фазы налагаемого тока, можно снизить канонические гармоники практически до нуля /4/. Однако для реализации этого способа необходим дополнительный источник с усилителем или резистор (для нереверсивных схем), что усложняет схему и приводит к дополнительным потерям энергии.
Третьим способом является использование специальных законов управления сложными преобразовательными устройствами источников питания, состоящими из групп параллельно или последовательно соединенных одно - или двухмостовых преобразователей. Регулирование уровня высших гармоник в спектре сетевого тока осуществляется путем изменения разности