По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 620.9: 621.31

Метод экспресс-оценки суммарных коэффициентов гармонических составляющих в электрических сетях

Петров А.В. канд. техн. наук, доцент, Институт электроэнергетики, электроники и нанотехнологий, СКФУ, г. Ставрополь
Мартусенко В.Е. старший преподаватель, Институт электроэнергетики, электроники и нанотехнологий, СКФУ, г. Ставрополь
Дейникин Р.Н. студент, Институт электроэнергетики, электроники и нанотехнологий, СКФУ, г. Ставрополь

В работе приведен метод оценки суммарного коэффициента гармонических составляющих, не требующий разложения периодического сигнала на высшие гармоники. Предложена формула расчета суммарного коэффициента гармонических составляющих для дискретных измерений напряжения электрической сети, не требующая использования Фурье-преобразования для выделения высших гармоник. Предлагаемый метод позволяет оценивать коэффициент гармонических составляющих как при анализе соответствия напряжения нормам качества электроэнергии, так и при оценке эмиссии высших гармоник тока в сеть со стороны нелинейных потребителей.

Литература:

1. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М.: Стандартинформ, 2014.

2. ГОСТ 30804.4.7-2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств. – М.: Стандартинформ, 2013.

3. ГОСТ 30804.3.2-2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний. – М.: Стандартинформ, 2014.

4. ГОСТ 30804.3.12-2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током более 16 А, но не более 75 А (в одной фазе), подключаемыми к низковольтным распределительным системам электроснабжения. Нормы и методы испытаний. – М.: Стандартинформ, 2014.

5. Мамаев В.А., Кононова Н.Н. Определение параметров гармонического сигнала на основе скалярного произведения соответствующих векторов / Релейная защита. – 2015. – № 2.

6. Мамаев В.А., Кононова Н.Н. Определение параметров гармоники несинусоидального сигнала на основе модифицированного синус-преобразования // Известия вузов. Электромеханика. – 2014. – № 3.

Снижение качества электроэнергии – одна из основных тенденций развития мировой электроэнергетики в последние годы. Значительная доля электроприемников с нелинейными вольт-амперными характеристиками в электрических сетях общего назначения приводит к значительной эмиссии высших гармоник (ВГ) тока в сеть и, как следствие, к заметной несинусоидальности напряжений. Несинусоидальность токов и напряжений – фактор, негативно влияющий как на работу отдельных электроприемников, так и на работу самой электрической сети.

Следует отметить, что в спектре сигнала напряжений сети, как правило, отсутствуют четные ВГ вследствие симметричности полупериодов напряжения относительно оси времени. При этом спектральный состав напряжений в сетях общего назначения можно охарактеризовать также и отсутствием постоянной составляющей в спектре. Однако значительное количество однофазных электроприемников с импульсными блоками питания в сетях 0,4 кВ, работающих в режиме глухозаземленной нейтрали, влечет за собой появление в спектре потребляемых токов ВГ нулевой последовательности (с нечетными номерами, кратными трем). В результате даже при относительно симметричной загрузке фаз имеют место значительные токи в нулевом проводнике, что не только приводит к дополнительным потерям, но и может стать причиной нарушения режима нейтрали в сети из-за обрыва (перегорания) нулевого проводника.

В настоящее время нормы качества электроэнергии (в т. ч. и к гармоническим составляющим) устанавливает ГОСТ 32144-2013 [1]. Одним из показателей качества электроэнергии (ПКЭ), относящихся к несинусоидальности напряжения, является суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения. Расчет данного ПКЭ производится в соответствии с ГОСТ 30804.4.7-2013 [2] посредством спектрального анализа сигнала напряжения с использованием алгоритмов дискретного преобразования Фурье (ДПФ). Формула расчета коэффициента выглядит следующим образом:

где: Ui – действующее значение i-й гармоники;

U1 – действующее значение 1-й (основной) гармоники.

Для Цитирования:
Петров А.В., Мартусенко В.Е., Дейникин Р.Н., Метод экспресс-оценки суммарных коэффициентов гармонических составляющих в электрических сетях . Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации. 2018;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: