Разработка и исследование способов активной фильтрации гармоник тока в воздушной линии постоянного тока

• Автор: Лозинова, Наталья Георгиевна
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 164 с.

ВВЕДЕНИЕ

1. ГАРМОНИКИ ТОКА В ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА И СПОСОБЫ ИХ УМЕНЬШЕНИЯ.

1.1. Состав гармоник напряжения, генерируемых преобразователем в линию постоянного тока

1.2. Влияние гармоник тока в воздушной линии ППТ на линии связи

1.3. Нормирование гармоник тока в воздушной линии постоянного тока .

1.4. Существующие способы подавления влияния гармоник тока в воздушной линии постоянного тока на линии связи.

2. ПРИНЦИПЫ АКТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ.

2.1. ПРИНЦИП АКТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

2.1.1. Схема инвертора напряжения

2.1.2. Принцип формирования выходного сигнала инверторов с широтноимпульсной модуляцией

2.2. Принцип активной фильтрации с использованием усилителя тока

2.2.1. Схема транзисторного усилителя тока.
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ ПЕРЕМЕННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЫПРЯМЛЕННОГО ТОКА В ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ ППТ
3.1. Исходные положения.
3.2. Алгоритм регулирования инвертора напряжения
3.2.1. Методика синтеза передаточной функции в регуляторе инвертора напряжения.
3.2.2. Синтез дискретного заграждающего фильтра низких частот в регуляторе инвертора напряжения и усилителя тока.
3.3. Выбор параметров оборудования активных фильтров
3.3.1. Мощность генерируемых преобразователем гармоник тока и напряжения.
3.3.2. Выбор параметров двухчастотного фильтра постоянного тока
3.3.3. Комбинационные и кратные несущей частоте гармоники при ШИМ модуляции в выходном напряжении инвертора напряжения.
3.3.4. Аналитическая оценка частот комбинационных гармоник выходного напряжения в инверторе напряжения
3.3.5. Параметры входного фильтра инвертора напряжения.
3.3.6. Параметры выходного фильтра инвертора напряжения
3.3.7. Вентили для инвертора напряжения
3.3.8. Параметры трансформатора активного фильтра.
3.3.9. Инженерный расчет усилителя тока.
3.4. Методы математического моделирования ППТ и активных фильтров
3.4.1. Упрощенное математическое моделирование активной фильтрации
3.4.2. Моделирование преобразовательного моста с учетом его вентильной структуры.
3.4.3. Моделирование инвертора напряжения с учетом вентильной структуры.
3.2.4. Моделирование транзисторного усилителя тока
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФИЛЬТРАЦИИ ГАРМОНИК ТОКА В ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ППТ
4.1. Пассивная фильтрация гармоник тока в воздушной линии,
МОЩНОСТЬ ГЕНЕРИРУЕМЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ГАРМОНИК НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА
4.2. Активная фильтрация с применением инвертора напряжения.
4.2.1. Синтез передаточных функций в регуляторе инвертора напряжения
4.2.2. Построение фильтра низких частот.
4.2.3. Оценка эффективности активной фильтрации инвертором напряжения в различных режимах работы ППТ.
4.2.4. Исследование воздействий на инвертор напряжения в установившихся и аварийных режимах работы ППТ
4.3. Активная фильтрация при помощи транзисторного усилителя тока.
4.3.1. Исследование эффективности фильтрации усилителем тока.
4.3.2. Исследование воздействий на транзисторный усилитель тока в нормальных и аварийных режимах работы ППТ
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АКТИВНОГО ФИЛЬТР МОДЕЛИ ПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики г. Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики г. ТРАВЭК и Электротехника г. Научнотехнического совета АО НИШ1Т. По теме диссертации опубликованы статьи . Подана заявка на изобретение на способ активной филырации при помощи усилителя тока 7. Диссертация состоит из 5 глав и приложения. Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цели и задачи работы, изложены основные положения выносимые на защиту. Приведено краткое содержащее диссергации. В первой главе оценено влияния гармоник тока в ППТ на линии связи, приведены критерии нормирования гармоник тока в воздушных линиях постоянного тока. Приведен обзор существующих традиционных и нетрадиционных способов подавления гармоник тока в воздушных линиях электропередач. Во второй главе поставлена задача по разработке АФ. Проведен анализ возможных мест подключения АФ к ППТ и определены принципы работы активных фильтров, установленных параллельно преобразовательным мостам на потенциале земли. Разработаны и предложены к исследованию два способа активной фильтрации, а именно, с использованием инвертора напряжения с ШИМ, и с использованием транзисторного усилителя тока. Фирмой АВВ для АФ используется инвертор напряжения, регулируемый по переменной составляющей выпрямленного тока, при этом отслеживается частота примыкающей сети переменного тока. В данной работе предложен способ регулирования по переменной составляющей выпрямленного напряжения позволяющий не отслеживать частоту примыкающей сети переменного тока при активной фильтрации инвертором напряжения. В этой главе приводится также описание принципов управления ИН. Транзисторный усилитель тока предлагается использовать в новом качестве как активный фильтр, особенность его работы заключается в том, что он работает на сеть, содержащую источники энергии. Регулируется УТ по переменной составляющей выпрямленного тока. Третья глава посвящена методическим вопросам методике математического моделирования АФ методике оценки мощности АФ методике выбора параметров оборудования АФ. В главе предложена методика предварительной оценки мощности АФ и выбора параметров элементов схем АФ. Математическая модель представлена схемами замещения со ссылками на приложение, содержащее дифференциальные и алгебраические уравнения описывающие эту модель. При моделировании применяется метод упрощенного моделирования вентильных устройств без учета их вентильной структуры и метод повентильного моделирования. При уточненном моделировании для описания модели используются уравнения постоянной структуры с переменными значениями активных сопротивлений, моделирующих вентили. Значения сопротивлений изменяются под действием управляющих импульсов и логических условий. При упрощенном моделировании вентильные устройства замещаются источниками ЭДС с внутренним сопротивлением. В Л моделировалась Пячейками, эквивапентируюпщми участки длиной км. При моделировании УТ его схема замещения определялась по параметрам полевых транзисторов в линейном режиме. Короткое замыкание на линии имитировалось КЬ цепочкой с переменными параметрами. ОПН моделировался антипаралельными диодами с последовательно включенными постоянными ЭДС, значения которых равны уставке срабатывания ОПН. Для УТ приведена методика его упрощенного инженерного расчета. Для инвертора напряжения определены значения параметров конденсаторов и реакторов пассивного двухчастотного фильтра. Предложена методика построения регулятора и методика синтеза дискретных передаточных функций в этом регуляторе и в цифровом дискретном фильтре низких частот. Четвертая глава посвящена исследованиям на цифровых моделях функциональных возможностей активной фильтрации. Оценен уровень гармоник тока в линии ППТ без фильтрации и с применением пассивных фильтров. Определена требуемая мощность АФ. Проведены исследования способов активной фильтрации гармоник тока в линии. Для ЙН, используемого в качестве АФ, рассмотрен вариант подключения к полюсу воздушной линии через пассивный фильтр.